超声波焊接参数对PP-ABS接头抗拉强度的影响

【摘要】本文根据生产急需，选择新宝莱FL左前门护板（PP）与装饰条（ABS）的超声波焊接接头，通过焊接结构设计，用焊接接头抗拉强度作为评定指标，选择重要焊接工艺参数进行正交试验，主要试验结果如下：从车门内护板及装饰条结构及性能要求入手，对FL车门护板与装饰条的超声波铆焊结构进行工艺设计，对两个零件的6个自由度分别控制进行定位，制订了焊接工艺流程。将门护板总成件装饰条区域的六个PP-ABS超声波焊接接头进行检测试验，首先从产品中随机选择33个焊接接头进行抗拉强度试验，发现统计数据分布较宽，样本均值约为267N，过程指数Cpk仅为0.73。因此，有必要对焊接接头抗拉强度有影响的主要焊接参数进行试验研究，找出最优工艺参数组合，以改进焊接质量。选择焊接深度、焊接压力和保压时间三个因素，每个因素选择三个水平，使用正交表L9(34)进行试验设计，按照正交试验方案取9件门护板及装饰条，每件取3个焊接接头做抗拉强度实验，设计了专用拉伸夹具进行拉伸试验，获得接头抗拉强度数据。在定性分析的基础上，将单项分析数据和重复性试验数据分别按照极差分析法和方差分析法进行定量分析表明，当焊接深度为6.9mm而其他因素一定时，焊接接头抗拉强度最好。当焊接压力为2.7bar而其他因素不变时，焊接接头抗拉强度最好。交互作用项A×B（焊接深度×焊接压力）都在第二水平时接头的焊接强度最优。当保压时间为2s而其他因素不变时，焊接接头抗拉强度最好。上述最优工艺参数水平组合的验证试验表明，焊接接头最大断裂力均在500N左右，比原生产的焊接接头性能有大幅度提高。焊接接头检测表明，焊接工艺参数变化时锁固帽盖高度Sh和直径Sd变化不大，而变化明显的是压痕深度Yh。当Yh约0.2-0.3mm，ABS锁固帽盖表面光滑完整时，接头强度高，焊接质量好，可以监测焊接接头压痕深度判断焊接质量。为了保证部件焊接质量，还应控制ABS焊接柱部位的注塑质量，防止气体进入ABS熔体形成小气泡而减小焊接柱有效受力面积，密集小气泡还会导致ABS材料因应力集中而脆化，以平面形式断裂。
【作者】库媛；
【导师】任振安；
【作者基本信息】吉林大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】塑料件；ABS；PP；超声波焊接；抗拉强度；

【参考文献】
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