注塑熔接线断裂(影响熔接线强度的因素及机理)

Posted 2023-05-31

篇首语：生当作人杰，死亦为鬼雄。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了注塑熔接线断裂(影响熔接线强度的因素及机理)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

随着产品越来越复杂，性能要求越来越高，熔接线强度成为注塑产品重点关注的指标。笔者在生产过程中，进行常温和低温的熔接线处折弯测试。在非熔接线处，折弯处仅出现显著的应力发白。

熔接线质量较好的产品，在常温折弯时，熔接线处会形成一条显著的缝隙，存在韧性开裂的趋势。而在低温下进行折弯，熔接线处出现显著韧性开裂。而当熔接线质量较差时，常温下折弯，即出现熔接线完全开裂的现象。

熔接线是两股料流汇聚的地方。汇聚时因为料头热量损失，融合处所产生的痕迹。熔融塑料在型腔中由于遇到嵌件孔洞、流速不连贯的区域、充模料流中断的区域而以多股形式汇合时，因不能完全熔合而产生线性的熔接缝。

此外在发生浇口喷射充模也会生成熔接缝，熔接缝处的强度等性能一般在原始材料强度的10%-90%。

熔接线的形成机理

熔融材料在型腔内流动时，从料的芯层向外翻。如图1中粉红色箭头所示。模具温度低于材料温度，贴近模具型腔的熔融材料会快速冷却。熔融材料贴近模具型腔的时间越长，凝固层的厚度越大。

两股材料汇集到一起后，中心芯层停止继续向前移动，料流开始完全向型腔侧流动。相互贴近的两股料的分子因为热运动，相互渗透，保证熔接线的强度。而贴近型腔的材料冷却较快，产品表面材料的分子无法充分相互渗透，会出现一条可见的熔接线（如图2）。

图1熔融材料在型腔内的流动

图2熔接痕处放大图

模具温度过低导致熔接线强度降低

当模具温度过低时，贴近型腔的材料冷却速度快。当两股材料相遇时，已经冷却的部分占整个壁厚的比例较高。芯层流动的材料无法充分向模具型腔流动，从而导致产品表面出现明显的熔接痕。而已冷却的材料相互渗透作用弱，已经粘结的部分强度依然很低。

图3模具温度过低导致熔接线强度降2低

材料塑化不均导致的熔接线强度降低

材料塑化均匀，是产品内在质量的首要保证。如注入到型腔内的材料未充分塑化，未充分塑化的材料在熔接线处触碰到一起，同样会显著降低熔接线强度。这一点类似于模具温度较低导致的熔接线强度降低。

极端情况下，未融化的原料颗粒与融化的材料一起进入型腔，一旦两个未融化的颗粒触碰到一起，完全无任何分子级别的相互渗透，没有任何强度可言。一般可以通过色母的分散性简单判断材料塑化的均匀性。

图4材料塑化不均导致的熔接线强度降低

材料分层导致的熔接线强度降低

材料分层主要是材料中混入相容性较差的低分子物、材料受潮、材料中滑剂添加量过大，或是添加的色母中含有大量相容性较差的低分子物所致。材料在注入到型腔过程中即出现分层流动。

而低分子物因流动性好于正常材料，向前流动的速度更快。导致熔接线处聚集了大量的低分子材料。低分子材料的强度显著低于正常材料，这也导致熔接线强度显著降低。可以通过剖面检查材料是否存在分层现象。

图5材料分层导致的熔接线强度降低

模具内油、水导致熔接线强度降低

新开机模具存在的防锈剂，模具油缸进入型腔，或是模具型腔漏水，导致模具内存在油、水。这会对熔接线强度产生两方面的影响：

一是降低前端料流的材料温度，导致材料无法充分熔接到一起；二是油、水与注塑材料不相容，在两股料流之间形成了一层隔离膜，导致两股材料无法充分熔接到一起。

图6型腔内油水导致的熔接线强度降低

模具排气不良导致的熔接线强度降低

当多股料流汇集到一起，型腔内的空气无法排出。随着空气被压缩，空气的压力会越来越高，会形成阻止材料熔接的阻力。更显著的，会在熔接线处形成明显的焦烧现象。

遇到焦烧后，一般会降低射胶速度，给出压缩空气缓慢排出的时间。貌似解决了空气阻力问题，但是这会导致出现类似模具温度较低导致的熔接线强度不足问题。

因为降低射胶速度，意味着延长了材料充满型腔的时间，材料在模具内滞留时间越长，温度越低，流动性也越差。所以合理的模具温度也要配合合理的射胶速度。

图7模具排气不良导致的熔接线强度降低

结论

为保证良好的熔接线质量，应从以下几方面着手进行改善：

1.合理设置浇口数量和位置，减少形成熔接线的机会；

2. 合理设置模具温度，不能以追求效率而一味降低模具温度；

3. 良好的塑化效果是提高熔接线质量的重要保证，开机前，应对空排料检查材料塑化效果；

4. 严格控制生产材料，避免杂料或水分混入。同时，当添加必要的润滑剂时，应控制添加量，避免过量添加材料分层。使用色母的产品，色母尽量选择与主材料相同的载体树脂。并对生产出的产品进行剖切验证，查看是否存在分层；

5. 新开机产品提前清理模具内防锈剂。发现模具油缸漏油或型腔漏水的，及时下机修理，避免带病作业；

6. 优化模具排气，根据实际生产时的熔接线位置，合理开排气。

本文作者：微注塑特约作者姬利