PA66尼龍加玻璃纖維塑料的超聲波焊接工藝介紹

　　本文介紹一款汽車配件用超聲波焊接遇到的問題和處理方法，該產(chǎn)品用尼龍PA66+30%GF玻璃纖維注塑，在尼龍中添加玻璃纖維、增韌劑等共混資料的力學(xué)性能，結(jié)果標明隨玻纖含量的添加，塑膠的拉伸強度、彎曲強度有大幅度的進步，沖擊強度則較為復(fù)雜，增韌劑添加，塑膠的韌性大幅度的進步。尼龍屬于半結(jié)晶聚合物，該聚合物分子排列有序，有明顯的熔點和再度凝固點，固態(tài)的半晶體聚合物有彈性，能夠吸收高頻機械振動，不宜于超聲波震動的能量傳輸，需要大功率的超聲波焊接機強勁的振幅和能量，才能的達到一個狹窄的溫度范圍進行有效的將焊接面熔化并瞬間凝固成型。

　　尼龍材質(zhì)可以用超聲波焊接設(shè)備焊接，但是材質(zhì)很不好焊接，超聲波焊接不對材質(zhì)有要求，焊接結(jié)構(gòu)也有要求，本材質(zhì)有超聲波焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計的產(chǎn)品肯定可以焊接，如有需要可達到水密氣密等各種密封要求，焊接牢固度也很強。

用途廣，是以塑代鋼、鐵、銅等金屬的好材料，是重要的工程塑料；鑄型尼龍廣泛代替機械設(shè)備的耐磨部件，代替銅和合金作設(shè)備的耐磨損件。適用于制作耐磨零件，傳動結(jié)構(gòu)件，家用電器零件，汽車制造零件，絲桿防止機械零件，化工機械零件，化工設(shè)備。如渦輪、齒輪、軸承、葉輪、曲柄、儀表板，驅(qū)動軸，閥門、葉片、絲桿、高壓墊圈、螺絲、螺母、密封圈，梭子、套簡，軸套連接器等。

      尼龍塑料材質(zhì)超聲波焊接樣板，汽車壓力容器超聲波密封焊接

　　隨著汽車的小型化、電子電氣設(shè)備的高性能化、機械設(shè)備輕量化的進程加快，對尼龍的需求將更高更大。特別是尼龍作為結(jié)構(gòu)性材料，對其強度、耐熱性、耐寒性等方面提出了很高的要求。尼龍的固有缺點也是限制其應(yīng)用的重要因素，特別是對于PA6、PA66兩大品種來說，與PA46、PAl2等品種比具有很強的價格優(yōu)勢，雖某些性能不能滿足相關(guān)行業(yè)發(fā)展的要求。

      上圖為一款軍用通訊天線，采用PA66+GF30% 材料 ，工作環(huán)境苛刻， 經(jīng)過我司超聲波焊接后，可達到防水，耐沖擊，耐高溫等條件，暴力剖開后，不會從焊接結(jié)構(gòu)出斷裂，說明焊接達到了塑料的本體強度。

　　因此，必須針對某一應(yīng)用領(lǐng)域，通過改性，提高其某些性能，來擴大其應(yīng)用領(lǐng)域。 由于PA強極性的特點，吸濕性強，尺寸穩(wěn)定性差，但可以通過改性來改善。

對于尼龍等不易焊接的半結(jié)晶聚合物不能按照常規(guī)的方法來設(shè)計焊接線，它的連接力主要從能量導(dǎo)向柱的底盤寬度來獲得，這種情況下焊接線的寬度和高度都較大，要考慮到焊接后的溢料問題，因為這種不易焊接的材料如果要達到較高的連接力和密封性，焊接線處要融合的非常好，一般會溢料。

尼龍一般都會添加30%玻纖增強尼龍注塑成型，尼龍屬于半結(jié)晶聚合物，半結(jié)晶聚合物有彈性，能吸收部分高頻機械振動，不易于將超聲波振動能量傳至結(jié)合面，需要更高的振幅和能量才能把半結(jié)晶型的結(jié)構(gòu)打斷從而使材料從固態(tài)變?yōu)槿诨癄顟B(tài)，而融化的材料一旦離開熱源，溫度有所下降，尼龍就會迅速凝固，所以添加25%以上玻纖的尼龍很難保證產(chǎn)品的密封性。

　　這款產(chǎn)品要求防塵防水密封等級比較高，這種比較難焊接的材質(zhì)，超聲波焊線至少做到0.5MM以上，超聲波焊接線采用凸凹槽的設(shè)計方法，方便產(chǎn)品定位，避免焊接后溢膠。對于較大的產(chǎn)品，因為注塑時很難控制尺寸誤差和扭曲變形，導(dǎo)致超音波熔接生產(chǎn)作業(yè)時產(chǎn)品尺寸不一致，超聲波模具需要放大尺寸才可以確保每個產(chǎn)品焊接的一致性?？諝鈮毫π枰_到6mpa，利用模具穴位靠壓力實現(xiàn)塑膠之間的接觸面均勻吻合。調(diào)節(jié)到提前發(fā)震模式，避免壓力過大影響超聲波能量輸出。保壓時間需要提高到5秒以上，才能預(yù)防因為產(chǎn)品本身變形的因素導(dǎo)致不能夠凝固成型。

   對于一些較難以焊接的塑料，如PA6或PA66，PP，PET，PPS等塑料，根據(jù)多年的實戰(zhàn)經(jīng)驗，建議采用功率較大的機型，如產(chǎn)品體積較小的采用20khz采用3000W機型，提交加大的采用15khz，3500W或4200W機械，制作超聲波模具時，振幅設(shè)計要足夠大。這樣才能在較短的時間內(nèi)把產(chǎn)品焊接完成，如果振幅不夠，焊接時間就會變得較長，這將不利于超聲波的熔接，甚至出現(xiàn)其他的不良結(jié)果。