Page 46 - 理化检验-物理分册2022年第四期
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徐 亮, 等: 40% 滑石粉填充聚丙烯振动摩擦焊接强度的影响因素
不同焊接振幅时试样的焊接接头横截面微观形
貌( 压紧力为3MPa , 焊接深度为1.8mm ) 如图5 所
示, 由图 5 可知, 振幅为 0.5mm 时的表面出现相对
较多的灰黑色区域, 表明在拉伸断裂过程中, 这部分
区域出现相对较少的聚丙烯分子链段的相互拉扯现
象。从而进一步说明焊接过程中, 低振幅条件下, 聚
合物分子链段熔融, 缠结能力相对较弱, 焊接强度
较低。
图 4 试样焊接强度与焊接振幅的关系曲线
图 5 不同焊接振幅时试样的焊接接头横截面微观形貌
2.2 焊接深度对焊接强度的影响 较低。主要原因是在低振幅下, 剪切力较低, 接触面
设定焊 接 压 紧 力 为 3 MPa , 焊 接 振 幅 分 别 为 分子间的热运动能力不足, 导致分子链之间的缠结
0.6 , 1.2 , 1.8mm , 焊接深度分别为 0.1 , 0.2 , 0.4 , 0.6 , 能力降低。另外, PP-Talc40% 材料体系在振动摩擦
0.8 , 1.0 , 1.2 , 1.4 , 1.6 , 1.8 mm 。试样焊接强度与焊 焊接的固液相变阶段, 摩擦生热导致流体的层与层
接深度的关系曲线如图 6 所示。 之间发生横向流动, 试样中的滑石粉在接触面相互
交叉结合, 如果分子链缠结能力不足, 焊接强度就会
降低。
不同焊接深度时试样的焊接接头横截面微观形
貌( 压紧力为 3 MPa , 振幅为 1.2mm ) 如图 7 所示,
由图 7 可 知, 当 振 幅 为 1.2 mm , 压 紧 力 为 3 MPa
时, 其焊接面影像中灰黑色局部区域的占比相差不
大, 表明高振幅条件下, 其焊接强度受焊接深度的影
响较小。
需要选择相对较高的振幅对 PP-Talc40% 材料
图 6 试样焊接强度与焊接深度的关系曲线
体系试样进行振动摩擦焊接。在高振幅条件下, 尤
由图 6 可知, 焊接振幅为 0.6mm 时, 随着焊接 其当焊接振幅为 1.8 mm 时, 在较小的焊接深度下
深度的增加, 焊接强度不断增加, 但是焊接强度相对 就能够达到比较高的焊接强度。
图 7 不同焊接深度时试样的焊接接头横截面微观形貌
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