在超聲波焊接過程中,接頭處的能量轉換主要由超聲波機械能轉換為塑性熔融熱能,直接影響複合溫度的變化和熔融接頭的質量。基於對各種焊接機制的了解,目前在超聲波塑料焊接機中有兩個主要觀點:
1.類似於金屬的摩擦和振動機理,據信,當在大漢的塑料表面上施加超聲波時,緊緊壓緊塑料部件的表面時,塑料顆粒會被超聲波激發並振動快速地產生機械功,並且振動頻率是超聲波的頻率,而機械功是通過振動引起的塑料顆粒的連續交替壓縮和減壓來表示的,因此焊接接觸面之間的摩擦是由振動。此時,機械功轉化為熱量。正是焊接表面的溫度極度熔化。非焊接表面不能被摩擦。溫度不會升高,也不會損壞。
2.應力和應變的能量存儲和轉換機制認為,對於諸如塑料之類的粘彈性體,超聲波通過塑料體傳播,並在接頭處受到高頻交替正弦應力反覆壓縮和減壓,直到它們變熱並變熱。最終形成聯合。
儲能轉換機理以及應力和應變的熱量主要根據高分子材料的動力學和熱力學分析確定。在外部振動的激發下,由於固體聚合物材料響應的黏性作用和較差的導熱性,最終塑料部件將被熱軟化或熱疲勞。通過聚合物材料的動態熱力學分析,可以揭示熱知識的本質和機理。
在更快的測試速度下,應在添加塑料材料後立即消除應力。應變曲線不一致。兩條裝卸曲線之間的區域稱為磁滯回線。該面積大約是每個周期一個。材料中累積的能量是由於馮自廉運動的黏性阻力變為摩擦熱而產生的,因此被稱為年制小人。持續不斷的交替應力會增加塑料的溫度。加載過程中的峰值應力越高,滯後迴路面積越大,由黏性阻力產生的摩擦熱就越大。應該是一樣的。測試負載頻率越高,塑料溫度升高得越多。
在運輸負荷下,塑料部件中會發生磁滯熱現象。例如,在高速塑料傳動部件中,有時它起破壞作用,例如滯後熱軟化。在相對較短的時間內,可變應力會導致塑性加熱降低,彈性模量增加,並增加稍後回落的面積,從而增加熱量的產生,
當溫度升高時,塑料最終會急劇軟化並突然損壞。在超聲焊接中,這種熱量的產生被用作焊接熱源。當塑料變形時,一部分能量以勢能的形式存儲,另一部分以熱量的形式消散。聚合物具有高分子量和長分子鏈。分子運動是隨時間變化的,它們的粘彈性在較高的頻率下表現出機械加熱特性。