來源:發(fā)布時間:2019-01-14 11:41:53點擊率:
在超聲波焊接過程中,接頭處能量的轉換,主要是由超聲波機械能轉換成塑料融合熱能這種能量的變化,直接影響到結合出溫度的變化,影響融化接頭的質量,而對接頭溫度場的計算,要基于各種焊接機理的認識,目前關于超聲波塑料焊接機里的主要兩種觀點:
1. 類似于金屬的摩擦振動機理,認為塑料件的表面的緊密壓合當超聲波,并向大漢的塑料表面時,塑料質點就會被超聲波激發(fā)而快速振動,從而產生機械功,及振動的頻率,就是超聲波的頻率,機械功的表現(xiàn)方式是塑料質點因振動而引起的連續(xù)交替的受壓和解壓,以致焊接接觸表面之間,因振動而產生摩擦,此時,機械功再轉化為熱,是焊接面的溫度升高,熔融連接,非焊接面無法摩擦,溫度不會升高,并不會破壞。
2. 2. 應力應變的儲能及轉換機理認為,對于塑料這類粘彈性體來說,超聲波在塑料體中傳播,在接合處受到高頻交變正弦應力的反復壓縮和解壓,到自己發(fā)熱,終形成接頭。
對于應力應變的儲能轉換機理及熱量,主要是根據(jù)高分子材料的動態(tài),熱力學分析來確定的,在震動外力激勵下,由于固態(tài)高聚物材料響應的粘滯效應和不良的導熱性能,終會使塑料件產生熱軟化,或熱疲勞,通過對高分子材料的動態(tài)熱力學分析,可以揭示這個,力學知熱的實質和機理。在較快的試驗速度下,塑料材料加加后,應立即卸載的應力,一應變曲線是不重合的,加載和卸載兩曲線之間的面積,稱為滯后回路,該面積大體每循環(huán)一支材料內所積聚的能量,這是由于峰子戀運動的粘性阻力轉變?yōu)槟Σ翢崴?,故稱年智孝任,持續(xù)的交變應力會使塑料溫度升高,加載時峰值應力越高,滯后回路的面積越大,粘性阻力產生的摩擦熱量就越多,同等應一下,試驗負載頻率越高,塑料溫度上升也越多。
塑料構件在運載荷的作用下,發(fā)生滯后熱的現(xiàn)象很普遍,如在高速運行的塑料傳動零件中,有時候,其起到破壞的作用,比如滯后熱軟化,在相當短的時間里,交變應力引起塑料發(fā)熱降低了,彈性模量,增加了之后回落的面積,進而提高了發(fā)熱量,使溫度升高,塑料終急劇軟化而突然損壞,在超聲波焊接中,把這種生熱作為焊接熱源。塑料發(fā)生變形時一部分能量以勢能的形式被儲存,另一部分以熱的形式被耗散。高聚物,具有高分子量和長分子鏈,分子運動有個時間過程,其粘彈性在較高頻率下呈現(xiàn)力學致熱特征。
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