超声波塑料焊接热产生原理
来源:未知??发布时间:2020-08-03 09:45??点击:
在超声波焊接过程中,焊接过程中的能量转换主要是超声波机械能向塑性熔合热能的转变,直接影响焊接温度的变化和熔合接头的质量。但是,接头温度场的计算应基于对各种焊接机理的理解。目前对超声波塑料焊机的研究主要有两种观点。
 
 
1.与金属的摩擦振动机理类似,认为超声波作用于塑料件的塑料表面时,塑料颗粒会受到超声波的激励而迅速振动,产生机械功,振动的频率即超声波的频率机械功表现为塑料颗粒振动引起的压缩和减压的连续交替,使焊接接触面受到压缩和减压的连续交替,使焊接接触面受到塑料颗粒振动引起的压缩和减压的连续交替
 
 
2.应力和应变的储能和转换机制认为,对于像塑料这样的粘弹性体,超声波在塑性体中传播,并在接缝处受到高频交变正弦应力的反复压缩和减压,直至其受热并最终形成一个接头。
 
 
对于应力应变的储能机理和热量,主要是根据高分子材料的动力学和热力学分析来确定的。在振动外力激励下,由于固体高分子材料响应的粘性效应和导热性差,塑件最终会产生热软化或热疲劳。在较快的试验速度下,加入塑料材料后应马上卸载的应力,一条应变曲线不重合,加载和卸载曲线之间的区域称为滞后回路,这个区域大约是每一个循环中在一种材料中积累的能量,这是由于丰子爱运动的粘性阻力转化为摩擦热,所以称为年之笑,持续的交变应力会使塑料温度升高通过对高分子材料的动态热力学分析,可以揭示力学中认识热的本质和机理。 峰值应力越高,滞后环面积越大,粘滞阻力产生的摩擦热越多,试验载荷频率越高,塑性温度越高。
 
 
在移动荷载作用下,滞后热现象在塑料构件中非常普遍,如在高速塑料传动部件中,有时会起到破坏作用,如滞后热软化。在一段相对较短的时间内,交变应力会导致塑性加热减小,弹性模量下降,降低回火后的面积,从而增加热值,使温度升高,塑料最终急剧软化,突然损坏。在超声波焊接中,这种热源被用作焊接热源。当塑性变形时,能量的一部分以势能的形式储存,另一部分以热的形式散失。高分子具有较大的分子量和长的分子链,具有分子运动的时间过程,其粘弹性具有高频机械加热的特点。
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