[发明专利]聚醚醚酮超声波焊接工艺方法

说明书

本发明公开了聚醚醚酮超声波焊接工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：选用带有导能筋的聚醚醚酮待焊接件；将带有导能筋的聚醚醚酮待焊接件放入循环加热箱内进行预热处理；预热后的聚醚醚酮待焊接件进行压紧；利用超声波对压紧后的聚醚醚酮待焊接件焊口进行持续超声处理焊接；超声处理完成后，撤除超声波，冷却至常温，恢复至常压状态。本发明提供的聚醚醚酮超声波焊接工艺方法，避免传统热熔接过程中的焊材变形的问题，在外表美观方面得到了很大改善，在焊接处外表面基本看不到焊接痕迹；其工艺步骤简单、操作简便，具有实用性广、提高产品合格率、极大地提高产品焊接强度等优点。

技术领域

本发明属于特种工程塑料加工领域，涉及聚醚醚酮超声波焊接工艺方法。

背景技术

聚醚醚酮是由帝国化学公司1978年开始投放市场的一种高性能半结晶态热塑性材料。聚醚醚酮具有很好的比强度、比刚度、更好的韧性、抗冲击性、尺寸稳定性、耐疲劳性、和耐摩擦性能；聚醚醚酮的熔点是334℃，负载应用温度310℃，连续使用温度260℃分解温度550℃，具有优良的热稳定性；聚醚醚酮在不添加任何阻燃剂的情况下，1.45mm的试样阻燃性可以达到UL94V-0级别，并且具有极少的延误释放量；聚醚醚酮可以作为C级绝缘材料使用，且绝缘性随温度、压力、电流、湿度的改变变化极小；聚醚醚酮只溶于浓硫酸，具有非常好的化学稳定性；同时具有非常好的耐水解性，可以在高温水蒸气的环境下长期稳定使用。聚醚醚酮之所以存在巨大的应用潜力和商业价值，除了本身具有非常优异的性能之外，另外一个非常重要的原因就是聚醚醚酮作为热塑性材料，其分子链呈线性结构，加热熔融后可按照实际需要进行加工和拼接，可以通过先制成较为简单的部件再通过焊接的形式组合成为更为复杂的部件，充分利用部门协作，提高生产效率同时降低制造成本。

在现有的技术中，现有热塑性材料的拼接方式主要有熔融拼接、机械拼接、胶粘拼接等。以上拼接方式在聚醚醚酮拼接上都存在一定的缺陷。例如：较为常见的PPR（无规共聚聚丙烯）均采用熔融拼接的方式，但聚醚醚酮本身熔融温度过高，同时由于本身半结晶的性能，接口强度无法得到有效的保证，同时接口强度远远低于材料本身的强度，因此不适用；机械拼接的方式势必要在聚醚醚酮材料上进行打孔，从而削弱了材料本身的强度；由于聚醚醚酮本身的耐腐蚀性极好，现阶段仍然找不到一种可以有效溶解聚醚醚酮的胶黏剂。在这种情况下，研发适用于聚醚醚酮的超声波焊接工艺具有非常关键的意义。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

聚醚醚酮超声波焊接工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）选用带有导能筋的聚醚醚酮待焊接件；

2）预热处理：将带有导能筋的聚醚醚酮待焊接件放入循环加热箱内进行预热处理；

3）将步骤2）中预热后的聚醚醚酮待焊接件进行压紧；

4）超声波焊接：利用超声波对步骤3）中压紧状态中的聚醚醚酮待焊接件焊口进行持续超声处理焊接；

5）步骤4）超声处理完成后，撤除超声波，冷却至常温，恢复至常压状态。

优选的是，在步骤1）中，所述聚醚醚酮待焊接件表面的导能筋采用顶角60°、高度为0.7mm的等边三角形。

优选的是，在步骤1）中，预热处理将聚醚醚酮焊接件预热至280℃。

优选的是，在步骤3）中，对聚醚醚酮待焊接件焊接面进行300N的持续压力施压。

优选的是，在步骤4）中，超声波焊接为利用振幅为32μm的超声波对步骤2）中压紧后的聚醚醚酮待焊接件焊口进行焊接。

优选的是，超声波焊接的焊接时间2~5s。

优选的是，在焊接过程中添加了助剂，助剂采用三氧化二铝。