关于改性pbt材料超声波焊接工艺研究

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1、研究与DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2012．11．014改性PBT材料超声波焊接工艺研究张毕生(博世汽车部件长沙有限公司，湖南长沙410100)摘要：PBT材料(聚对苯二甲酸丁二醇酯，英文名Polybuylene)是五大泛用工程塑料之。改性PBT材料被广泛应用于各领域。通过研究超生波焊接改性PBT材料，分析不同玻璃纤维比例的改性PBT材料焊接特性，来制定最佳的焊接工艺参数，并总结出不同玻纤配比的PBT材料焊接参数变化规律。关键词：PBT；工程塑料；玻璃纤维；超声波焊接；焊接工艺参数中图分类号：TG456．9文献标识码：A文章编号：1009—9492(201

2、2)1l一0053—06StudyonUltrasonicWeldingofModifiedPBTPlasticZHANGBi—sheng(BoschAutomotiveProducts(Changsha)Co．，Ltd．，Changsha410100，China)Abstract：PBTplasticisoneofthefivewidelyusedengineeringplastic．ThemodifiedPBTplasticwithglassfiberiswidelyusedineachfield．StudyonultrasonicweldingofmodifiedPBTplast

3、icandanalysistheweldingcharacteristicsofmodifiedPBTplasticwithdifferentratiosofglassfiber，SOastoconcludethechangerulesoftheweldingparametersonthemodifiedPBTplastic，andobtainthebestweldingparameters．Keywords：PBT；engineeringplastic；glassfiber；ultrasonicwelding；weldingparameters0前言度的影响各不相同。焊接强度随着每种

4、填料含量随着热塑性塑料及复合材料的广泛应用，超的增加而下降。声波焊接作为一种有效的连接手段日益受到人们目前，国外塑料焊接设备性能优越，但价格重视。Bennatar等人u认为超声波焊接是塑料加热昂贵，是国内焊接设备5～10倍。国内塑料焊接设连接方法中最有效的焊接方法。但超声波焊接热备价格低廉，但控制精度和稳定性差，主要应用塑性塑料的产品强度一般都比较低，难以满足产于低端产品市场。品强度要求。PBT作为一种热塑性塑料，具有高本文通过对该改性PBT产品超声波焊接工艺耐热性、韧性、耐疲劳性和优良的绝缘性能等。的研究，来开发高性价比的国产化超声波焊接设由于PBT成型收缩率大，在1．7％～2．3％

5、，所以在备，并发现波纤比例与PBT材料焊接强度和焊接实际PBT材料应用中，为改善其成型工艺，通常参数之间的变化规律，制定最佳的焊接工艺参添加玻璃纤维添加剂来对其改性。改性后的PBT数，提高产品焊接工艺质量。材料拉伸强度，弯曲强度，热变性温度大幅提1试验方案高，焊接性能也会随之改变。某系列焊接产品材料为改性PBT，玻纤比例热塑性材料在实际的应用中，通常是改性后分为两种，20％和30％。焊线直径为70mm。的复合性材料，焊接质量会受到各种填料的影焊后产品质量要求熔深控制在0．70～响。对改性复合材料的研究是超声波焊接材料研0．85mm，焊接强度≥1O00N。究的重要方向，比如Sancakt

6、ar等对改性后的聚由于产品结构，材料特性以及产品焊接质丙烯进行了超声波焊接试验，发现填料对焊接强量要求，使得焊接时对焊接设备和工艺参数的收稿13期：2012—11一OllI53llI-·-·-‘-·-·-J-●-J-·-·-·-J-l·-·-‘·-‘-一与开发要求非常高。设备选型时频率需20kHz，功率需焊接模式选用熔深模式。达到2500W，焊接振幅要求控制在60～125~m，PBT焊接振幅通常在60～1251xm，焊头设计并具备熔深控制功能和焊接气压分段控制功能。的最大振幅为881xm。根据生产现状，选用两组玻纤含量不同的PBT焊故验证时使用的振幅范围在70％～100％。接零件：两组

7、焊件形状结构尺寸一致，焊线设计1．1验证分析焊接压力对焊接强度的影响为尖角环形结构焊线直径咖70mm，A组样品：玻实际焊接过程中发现，焊接压力在低于400N纤含量20％；B组样品：玻纤含量30％。时，焊接时间过长，焊接强度低，焊接压力在大超声波焊接设备选型：20kHz，3O00W。于1500N时，焊接时间过短，产生虚焊导致焊接强度低，故在本文中的验证压力范围在400—1500N。焊接参数设计如下。(1)选用A组样品焊接过程中压力不变。01001