超音波プラスチック溶接の溶接温度分布の測定-超音波プラスチック溶接の周波数特性について-

摘要

基本共振周波数が27 kHz，40 kHz，67 kHzおよび94 kHzの超音波プラスチック溶接用縦振動系を構成し、各種のプラスチック材料の溶接面温度と溶接試料断面内温度について検討した。 高周波数になるに従ってプラスチック材料の吸収が大になり、溶接チップの必要振動速度が小になる。各振動系は駆動用圧電セラミック4枚段付きホーン?カチノイグルホーンを用い、更に各振動系構成要素間の直径変化を小にして振動速度を改善した超音波プラスチック溶接装置を構成した。 試料は、厚さ1.0mmのポリプロピレン板およびポリメタルメタアクリレート板を使用し、溶接面温度はプレート間に熱電対を挿入して測定した。 また、溶接試料断面内温度はプレートの断面をサーモトレーサーを使用して測定した。 超音波プラスチック溶接のために使用された94 kHzの振動系は、直径30-mmのPZTを使用し、投付きホーン（N = 3.0）およびカチノイダルホーン（N = 3.13）を用い、直径8-mmの溶接チップで構成した。 高周波数で溶接した方が溶接部分の温度がより大となった。 熱電対およびサーモトレーサーを使用して測定された最高温度上昇は330℃以上でした。