塑料由于其生產(chǎn)成本低廉,種類(lèi)繁多,性能較好,而被廣泛運(yùn)用于食品包裝、建材、裝飾等眾多領(lǐng)域。塑料被廣泛運(yùn)用,但是與之對(duì)應(yīng)的加工方式卻并不是高效的;同時(shí)超聲波加工由于其良好的效果進(jìn)入了人們的視野。超聲波焊接由于不需要焊劑、焊縫質(zhì)量較好、加工效率較高而被運(yùn)用于塑料焊接領(lǐng)域; 此外,經(jīng)由超聲波焊接完成的構(gòu)件還有良好的整體性和密封性。
通常限定選擇特定用途材料的性能是那些使焊接變困難的性能如高的熔點(diǎn)或結(jié)晶度。一般來(lái)說(shuō),塑料剛性愈大,愈容易焊接 。 剛性塑料容易傳遞超聲波能量,而軟塑料在能量到達(dá)接頭區(qū)域之前常常衰減能量。待焊材料的剛性是一個(gè)可能受到環(huán)境溫度和濕度影響的重要性能。顏料脫模劑、玻璃填料和增強(qiáng)纖維的影響更大。
非結(jié)晶性塑料具有任意的分子結(jié)構(gòu),在較寬的溫度范圍內(nèi)逐漸軟化,達(dá)到玻璃化轉(zhuǎn)變狀態(tài),然后是液體熔化狀態(tài) 。凝固也是逐步的,避免了過(guò)早凝固 。 非結(jié)晶性塑料能有效地傳遞超聲振動(dòng),能夠在各種工藝條件下進(jìn)行焊接,也能比較容易地獲得密封接頭。半結(jié)晶性塑料的特點(diǎn)是分子結(jié)構(gòu)有序排列 。 需高熱量破壞這種有序排列 。熔點(diǎn)明顯,溫度稍 稍降低就很快地出現(xiàn)再凝固 。 流出接頭加熱區(qū)的熔液因而快速凝固。固態(tài)時(shí)半結(jié)晶性分子象彈簧 一樣吸收很大一部分超聲振動(dòng)而不是將其傳遞到接頭界面處,所以必需采用高振幅以產(chǎn)生足夠的熱量用于焊接 。
每種塑料自身均可以很好地熔接在一起,一般能用超聲波焊接機(jī)焊接的塑料都是熱塑性塑料,但不同種類(lèi)的塑料之間的相熔性差距很遠(yuǎn)。但是總體來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)越相似的塑料,相熔性越好。