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声峰超声波浅析超声波塑料焊接产热机理（一）

来源： | 发布日期：2023-01-03

在超声波焊接工艺不断发展过程中，人们对超声波塑料焊接的产热机理基本形成了统一的认识：即产热主要包括材料内部分子链相互摩擦所引起的黏弹产热以及界面摩擦引起的摩擦产热。其中黏弹产热 Qvis可由式(1)描述。

式中，ω 为振动角频率，ω=2πf，其中 f 为超声波振动频率，ε 为待焊材料体系内的应变幅值，E''为材料的损失模量。然而在超声波塑料焊接中，由于高分子材料的黏弹性，使得被焊工件不能时刻跟随焊头的超声振动，从而导致焊头与上工件表面存在周期性的接触与分离，宏观上表现为焊头对工件的“锤击”，该现象被称为“锤击效应”。当焊头与工件分离时，超声振动能量无法进入待焊材料体系。为了体现由于“锤击效应”造成的能量损失，在式(1)中引入了“锤击系数”。“锤击系数”的定义，即

式中，e 为锤击系数，αh 为振幅传递比，其等于上工件的振幅 aadh与焊头振幅 asono的比值，该值在0～1之间变化。此时可将式(1)改写为

研究指出锤击系数随着焊接的进行会逐渐变大，即“锤击效应”逐渐减小。

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