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碳纤维热塑性材料对超声波焊头的影响（一）

来源： | 发布日期：2023-01-12

对于纯树脂材料，其分子结构、弹性模量、热导率、比热、熔点、摩擦因数、表面粗糙度、吸湿性、填充物以及材料制备过程中用到的脱模剂、润滑剂、塑化剂、染色剂、阻燃剂等均会影响其超声波焊接性。焊接材料的厚度对其超声波焊接质量具有重要影响。BENATAR 等[39]研究了厚度分别为 0.3 cm、2.05 cm 和 3.03 cm 的聚苯乙烯(PS)和丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物 (Acrylonitrile butadiene styrene, ABS)的超声波焊接，指出焊件厚度越大，超声振动在传播过程中的衰减越多，焊接界面的振幅越小，接头性能也有所下降。

前文主要介绍了纯树脂对超声波焊接质量的影响。下面重点介绍 CFRTP 超声波焊接的最新研究成果。ZHI 等[65]研究了吸湿性(含水量)对碳纤维增强尼龙 66(CF/PA66)超声波焊接接头质量的影响。研究指出材料含水量小于 1 wt%时对接头强度影响不
大，而含水量超过 1.7 wt%时接头强度迅速下降。这主要是因为水分子进入尼龙 66 的酰胺基团，减弱了尼龙分子间的氢键连接，提高了分子的运动能力，导致材料结晶度、损失模量和玻璃化转变温度下降(图 5)，材料力学性能降低。

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