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長玻纖PP復(fù)合材料的超聲波焊接工藝

2021-05-06 16:59
PP塑料的特點: 無毒、無味,密度小,強度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯,可在100度左右使用,具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響,但低溫時變脆、不耐磨、易老化。適于制作一般機械零件,耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、堿有機溶劑對它幾乎不起作用,可用于食具。

PP塑料的應(yīng)用: 隨著人們生活水平不斷提高,必然帶來在文化、娛樂、食品、醫(yī)療、材料、居室裝飾等各個方面不同變化的要求與提高,市場中很多物品越來越多地使用透明材料。因此,開發(fā)透明PP專用料是一個很好的發(fā)展趨勢,尤其需要透明性高、流動性好,成型快的PP專用料,以便設(shè)計加工成人們喜愛的PP制品。透明PP比普通PP、PVC、PET、PS更具特色,有更多優(yōu)點和開發(fā)前景。


長玻璃纖維(簡稱長玻纖)聚丙烯(PP)復(fù)合材料是一種熱塑性復(fù)合材料,這種材料可以熱成型,并且成型的方法很多,在使用過程中可以承受很強的沖擊載荷,且材料的耐水性很好。由于這種材料的纖維長度大,使用過程中其強度會更高,允許使用的溫度也較高。熱塑性復(fù)合材料的連接方式可以分為機械連接、黏接和焊接。機械連接復(fù)合材料的孔周圍容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,高分子材料吸水后易造成緊固件松弛,高分子材料與鉚釘之間有可能發(fā)生接觸腐蝕并且還會額外增加重量。采用黏接時,黏接前需要表面處理,黏接劑受環(huán)境因素的影響會發(fā)生退化,黏接接頭對儲存環(huán)境比較敏感而且需要后續(xù)固化,黏接的生產(chǎn)效率也比較低。采用超聲波焊接熱塑性復(fù)合材料具有以下優(yōu)點:焊接速度快,焊接強度高,密封性好;節(jié)約能源,成本低,清潔無污染且不會損傷工件;焊接過程穩(wěn)定,所有焊接參數(shù)均可通過軟件系統(tǒng)進行跟蹤監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)故障很容易進行排除和維護。

由于國內(nèi)熱塑性復(fù)合材料研究尚處于起步階段,對于長玻纖PP復(fù)合材料的焊接,目前最具有潛力的連接方式就是超聲波焊接。尤其是在可實現(xiàn)自動控制和提高生產(chǎn)率方面,這種連接方式極具優(yōu)勢。因此,用超聲波焊接長玻纖PP復(fù)合材料將是對熱塑性復(fù)合材料焊接技術(shù)的一個有益探索。


PP超聲波焊接注意事項
 
只有焊接時間在一個合理的區(qū)間內(nèi)才能實現(xiàn)有效連接,當(dāng)焊接時間過短時,PP基體未融化或融化不完全導(dǎo)致焊接失??;當(dāng)焊接時間過長時,PP基體受熱分解,并在壓力作用下溢出,導(dǎo)致焊接失敗。

隨著焊接時間的增加,焊接接頭的剪力呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。隨著焊接時間增加,接頭熔合區(qū)域比例增加,接頭中未熔合區(qū)域表面平整。接頭的剪切失效形式一般為熔合區(qū)域PP基體發(fā)生撕裂,在較優(yōu)的焊接參數(shù)下失效形式為PP基體脫黏占主導(dǎo)同時伴隨纖維斷裂,使得強度較高。


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