Was sind die Anforderungen und Auswirkungen des Ultraschallschweißens auf Materialien?
Die Wirkung des Ultraschallschweißens ist direkt proportional zum Elastizitätsmodul, Reibungskoeffizienten und Wärmeleitfähigkeit und umgekehrt proportional zu seiner Dichte, spezifischen Wärmekapazität und Schmelzpunkt.

Die Wirkung des Ultraschallschweißens hängt hauptsächlich vom Schmelzpunkt des Materials und dem Oberflächenreibungskoeffizienten ab. Diese Parameter sind aufgrund unterschiedlicher Materialien und Temperaturen unterschiedlich, und ihre Änderungen während des Ultraschallschweißprozesses wirken sich auf die Temperatur, Spannung und Verformung des Ultraschallschweißbereichs aus, wodurch die Qualität des Ultraschallschweißens beeinträchtigt wird.
Die Ultraschallschweißzeit ist jedoch sehr kurz und es ist schwierig, Parameteränderungen experimentell zu kontrollieren. Wissenschaftler im In- und Ausland verwenden numerische Simulationsmethoden, um dieses Problem zu lösen. Liu Chuan verwendete die Finite-Elemente-Methode, um den Einfluss der physikalischen Parameter von Polyvinylchlorid (PVC) während des Ultraschall-Ultraschallschweißprozesses zu analysieren, und stellte fest, dass die Temperatur des Ultraschallschweißbereichs proportional zur Dicke der Probe ist.
Einfluss von Schweißgutänderungen
Die Modifikation von Ultraschallschweißmaterialien beeinflusst die Qualität des Ultraschallschweißens. Die Zugabe von Füllstoffen wie Fasern kann die Härte von Polymermaterialien erhöhen und die Übertragung von Ultraschallwellen erleichtern. Die Zugabe von Füllstoffen kann unter geeigneten Prozessbedingungen die Festigkeit von Ultraschallschweißverbindungen erhöhen.
Der Einfluss der Materialoberflächenrauheit
Eine Erhöhung der Oberflächenrauheit des Materials kann die akustische Impedanz reduzieren und die Flussdichte der Oberflächenenergie erhöhen, wodurch die Qualität des Ultraschallschweißens verbessert wird. Durch die Verwendung von Folienmaterialien mit Rollmustern auf der Oberfläche kann eine höhere Ultraschallschweißqualität erreicht werden und die Festigkeit von Ultraschallschweißverbindungen wird im Vergleich zu PP-Folie mit glatter Oberfläche nahezu verdoppelt.
Der Einfluss der Materialüberlappungsbreite
Die Erhöhung der Materialüberlappungsbreite verringert die Festigkeit der Ultraschallschweißverbindung. Denn mit zunehmender Überlappungsbreite nimmt die Spannungskonzentration an der Kante der Ultraschallschweißverbindung zu, die an der Kante auftretenden Mikrorisse nehmen zu und die Verbindungsfestigkeit nimmt ab. Die Festigkeit von Ultraschallschweißverbindungen aus glasfasermodifiziertem PP, die durch Laminierungsverfahren und Tauchverfahren für das Ultraschallschweißen hergestellt wurden, nimmt mit zunehmender Breite ab.
Der Einfluss des Abstands von der Schweißfläche zum Schweißkopf
Wenn der Abstand von der Ultraschallschweißfläche des Materials zum Schweißkopf den Halbwellenlängenwert erreicht, ist die Festigkeit der Ultraschallschweißverbindung maximal.
Ultraschallwellen werden in Kunststoffen hauptsächlich als Longitudinalwellen übertragen, wobei die maximalen Longitudinalwellenpeaks oft bei der halben Wellenlänge auftreten. Wenn der Abstand nahe der halben Wellenlänge liegt, übertragen die Ultraschallwellen die meiste Wärmeenergie an die Ultraschallschweißschnittstelle, und es kann eine gute Ultraschallschweißverbindung erhalten werden.
Ultraschall-Ultraschallschweißen wurde an HS1000 (Arylphosphat und tonmodifizierter Polyphenylenether, halbe Wellenlänge von 3,86 cm) verschiedener Dicken durchgeführt, und es wurde festgestellt, dass eine kritische Dicke von 3,86 cm vorliegt, was weniger als die kritische Dicke von Ultraschall ist Festigkeit und Dehnung von Schweißverbindungen Mit zunehmender Dicke nimmt die Festigkeit von Ultraschallschweißverbindungen schnell ab, wenn die Dicke die kritische Dicke überschreitet.