振动摩擦焊接材料

振动摩擦焊接材料

　　　　　几乎任何热塑性材料都可用于振动焊接，结晶性的、无定形的、有填料的、发泡的以及经过增强的都可以。唯一难以焊接的是摩擦系数低的含氟聚合物。

　　　焊接材料的性能影响焊接强度。一些热塑性材料在储藏过程中会吸收水，增加其水分含量，这有时会导致焊区有气泡形成并且降低焊接强度，但是尼龙和其他吸湿性树脂无须干燥处理就可进行焊接。

　　　总之，高熔点的材料要求输入更高的能量以及更长的焊接时间。

　　　含有颗粒填料或玻璃纤维填料(10%~30%)的材料焊接性和纯净树脂的焊接性相似，但是为了达到渗透阈值，需要稍微增加焊接循环时间；玻璃纤维填充材料需要的时间比颗粒填料需要的时间短c填料含量的增加会不同程度地降低焊接强度，这取决于填料的含量和种类。和纯净树脂相比，用玻璃纤维增强的塑料或液晶聚合物的纤维沿着焊缝方向重新取向，所以会在焊缝中产生一个显著的弱点。

　　　焊件的厚度也影响焊接性。尽管为达到熔点所需时间（第一阶段所持续的时间）不依赖于工厂件厚度，但是在第二阶段和第三阶段熔料的侧向流动会受到影响，需要更长的时间来达到熔体的稳态流动（第三阶段）。另外，焊缝厚度增加会使得固化时间增加。最终，焊件越厚，所需的焊件循环时间就越长。焊接时间可以通过增加焊接压力来减少。焊接压力的增加会减少12态焊缝厚度，同时通过减少达到稳态所必需的渗透深度来增加焊接强度。由于厚的工件（1 2. 3mm，即0.48in）需要高的渗透阈值，所以在低的焊接压力(0.  52 MPa，即75psi)下'不可能总得到高的焊接强度。如果使用基于渗透阈值的控制方法来终止焊接循环，那么渗透阈值必须考虑焊接压力和工件厚度进行调整。

　　　当焊接两种不同的材料时，两种待焊材料的性能差距会影响焊接性和焊接强度。振动焊接一般用来焊接两种熔点相差不超过38℃( 68 0F)的材料。对于不同的材料来说，发生在熔融状态时两种材料相互扩散的程度差别很大（这主要取决于扩散系数、相对分子质量、内聚能密度），并且影响焊缝的形态。两种聚合物熔体的剪切混合会在焊缝界面间产生机械互锁。渗透深度对时间曲线和焊接相同材料的曲线相似，但是两种聚合物熔点不同会导致焊接强度随着渗透深度的增加稳定增长，即便达到渗透阈值后也会增长。这是由于，在早期阶段对渗透起主导作用的低熔点聚合物的熔融和流动产生了一个明显的稳定状态。随着温度的增加'高熔点的聚合物快速熔化，之后达到一个稳定的状态。增加渗透深度会提高强度，渗透深度值大时’焊接强度和较弱的纯净材料的焊接强度差不多。由于这个性质，焊接不同的材料时不能将渗透深度时间曲线单独作为确定最优状态参数的依据。相容性好的热塑性材料组合包括ABs和PC、 ABS和丙烯酸酯、SAN（苯乙烯丙烯腈）和丙烯酸酯、SAN和聚苯烯( PS)以及PC和丙烯酸酯。没有无定形材料和相容性半结晶聚合物结合的情况。