兩個件進行拼接的時候，一般都需要熔接，那么產(chǎn)生的熔接痕是比較影響塑件外觀質(zhì)量的，下面青島賽諾硬脂酸鋅小編為您分析注塑件熔接痕成因及相應(yīng)的改進措施。

熔接痕是影響塑件質(zhì)量的一個重要因素。研究發(fā)現(xiàn)：在相同工藝條件下，熔接痕區(qū)域的強度只有原始材料的10-92%，嚴重影響注塑制品的正常使用。如在汽車行業(yè)，不合格的塑件直接導(dǎo)致汽車質(zhì)量下降，甚至危及人的生命安全。因此，研究熔接痕的形成過程、影響因素及尋找消除熔接痕的辦法具有重要的現(xiàn)實意義。 

熔接痕的形成機理 

塑料制品的“熔接痕”是指兩股熔融物料相接觸時形成的形態(tài)結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能完全不同于其他部分的三維區(qū)域。注塑件中最常見的熔接痕有兩種基本類型：一種是因塑件結(jié)構(gòu)特點或尺寸較大，為減小熔體流程和充模時間，采用兩個或兩個以上澆口時，從不同澆口進入型腔的熔體前鋒相遇處形成的熔接痕，稱為冷熔接痕；另一種是當型腔內(nèi)裝有型芯和嵌件時，熔體繞經(jīng)這種障礙物時分為兩股，繞過障礙物后兩股熔體又重新匯合形成的熔接痕，稱為熱熔接痕。另外，當制件壁厚過分懸殊時，流體流經(jīng)型腔時所受的阻力不同，在壁厚處阻力小，流速快；而壁薄處阻力大，流速慢。由于這種流動速度的差別，使來自不同壁厚的熔體，以不同的流速相匯合，最終在匯合處形成熔接痕。

熔接痕的影響因素及改進消除的措施 

由于熔接痕對塑件的質(zhì)量有重要的影響，人們對其形成機理和性能評價做了大量研究，并提出了多種解決方案。 

1. 注塑工藝參數(shù)對熔接痕的影響 

a. 溫度的影響 

升高溫度可以加速聚合物的松弛過程，減少分子鏈纏結(jié)的時間，這樣更有利于物料前端分子的充分熔合、擴散和纏結(jié)，從而提高熔接痕區(qū)域的強度。實驗證明：提高熔體溫度有利于減少塑件表面V型口的深度，當熔體溫度從220℃提高到250℃時，V型糟的深度從7μm下降至3μm。 

溫度對含有33%玻璃纖維增強的PA66注塑制品熔接痕拉伸能力的影響，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：有無熔接痕的試樣拉伸強度都會隨著熔體溫度的升高而升高；溫度變化對熔接痕的拉伸強度的影響并非是線性的，溫度相對較低（如70℃）時，隨著溫度的升高，熔接痕的拉伸強度變化明顯；但當溫度升到一定程度時，這種變化相對平緩。用PA66（35%玻纖增強），用ABS做實驗也得到相似的結(jié)論。利用模擬發(fā)現(xiàn)模具溫度和熔體溫度對不同材料形成熔接痕強度的影響并不一樣。采用實驗和模擬相結(jié)合的方法發(fā)現(xiàn)，在注塑成型工藝參數(shù)中，熔體溫度對ABS塑件熔接痕強度影響最大。 

b. 注射壓力和保壓壓力的影響 

注射壓力是塑料熔體充模和成型的重要因素，其作用是克服塑料熔體在料筒、噴嘴及澆注系統(tǒng)和型腔中流動時的阻力，給予塑料熔體足夠的充模速度，能對熔體進行壓實，以確保注塑制品的質(zhì)量。提高注射壓力有助于克服流道阻力，把壓力傳遞到熔體前鋒，使熔體在熔接痕處以高壓熔合，增加熔接痕處的密度，從而使熔接痕強度得到提高。提高保壓壓力不僅可以給熔料分子鏈的運動提供更多的動能，而且能夠促進兩股熔體的相互結(jié)合，從而提高熔接痕區(qū)域的密度和熔接痕的強度。 

c. 注射速度和注射時間的影響 

提高注射速度和縮短注射時間會減少熔體前鋒匯合前的流動時間，降低熱損耗，并加強剪切生熱，使熔體黏度下降，流動性增加，從而提高熔接痕強度。熔接痕的強度對注射時間非常敏感，會隨著注射時間的縮短而增強。但是注射速度過大，容易產(chǎn)生湍流（熔體破裂），嚴重影響塑件的性能。通常注射成型時應(yīng)采用先低壓慢速注射，然后再根據(jù)塑件的形狀來調(diào)節(jié)注射速度的方式。在實際生產(chǎn)中，為了縮短生產(chǎn)周期，避免出現(xiàn)湍流的情況，更多的是采用中等較高的注射速度。 

注射速度影響熔體在型腔內(nèi)的流動行為，也影響型腔內(nèi)的壓力、溫度及制品的性能。注射速度大，熔體通過模具澆注系統(tǒng)和型腔的流速也大，物料受到剪切作用就越強烈，摩擦生熱就越大，溫度上升，粘度下降，物料的流程也延長，型腔壓力也提高，制品熔接痕的強度也提高。 

2. 模具設(shè)計對熔接痕的影響 

在選定材料、設(shè)置完工藝參數(shù)之后，模具的設(shè)計就成了最關(guān)鍵的一步。合理的模具結(jié)構(gòu)可以減少熔接痕的產(chǎn)生，提高熔接痕區(qū)域的強度或降低熔接痕對塑件整體性能的影響。 

a. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 

根據(jù)熔接痕的形成原理可知，對多個澆口充模勢必形成多個分支料流，如果澆口數(shù)量為N，熔接痕的數(shù)量至少為N-1?？梢姖部诘臄?shù)量越多，產(chǎn)生的熔接痕也越多，如果來自各澆口的料流前鋒熔體不能很好地熔合，則會使熔接痕加重，嚴重影響塑件質(zhì)量。

b. 排氣系統(tǒng)和冷料井的設(shè)計 

由于排氣不暢而產(chǎn)生的殘余氣體在注射過程中被壓縮在模腔內(nèi)，不僅會燒傷制品還會導(dǎo)致熔接痕出現(xiàn)。氣體在熔體充模時容易被排擠到熔體的匯合部位，在兩股料流之間產(chǎn)生夾層，最終阻礙料流融合，不僅促使熔接痕產(chǎn)生而且會降低熔接痕處的強度。PS塑件在充分排氣時，熔接痕處的強度為36.5MPa，而無排氣時只有17.5MPa。模具充分排氣或采用真空引氣均利于減輕消除熔接痕。另外，在熔接痕出現(xiàn)的部位開設(shè)冷料穴可使熔體前鋒在冷料穴部位匯合（俗稱垃圾銷）。提高熔體在塑件末端匯合時的溫度，不僅可以減小熔接痕的產(chǎn)生，而且可以增強熔接痕處的強度。 

c. 溫度調(diào)控系統(tǒng)的設(shè)計 

模溫越低越不利于熔體的充分熔合。模具設(shè)計時，若冷卻水道離熔體匯合處太近，則接縫處的熔體因溫度降低粘度升高而無法熔合，將產(chǎn)生明顯的熔接痕。冷卻系統(tǒng)設(shè)計不當，還會造成模具溫度分配相差過大，致使塑料熔體充模時，型腔不同部位因溫差導(dǎo)致填充速度不同，從而引起熔接痕。所以，溫控系統(tǒng)的合理設(shè)計，會使模具溫度波動分布均勻，減少熔接痕的產(chǎn)生。 

現(xiàn)在實現(xiàn)了急冷急熱注塑模具溫度控制調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使模具型腔表面溫度能夠根據(jù)注塑過程中各階段的需求快速轉(zhuǎn)換。這種急冷急熱模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其共同優(yōu)點是因成型面能被急速、均勻地冷卻，并能急速加熱到接近或等於原料的熔融溫度，因此成型的產(chǎn)品質(zhì)量好，不易產(chǎn)生熔接痕、流痕等成型缺陷。另有一種利用電池圈的磁效應(yīng)迅速加熱模具成型表面，然后再用冷卻水冷卻模具來實現(xiàn)模具溫度控制的方法，可以提高塑件質(zhì)量，避免熔接痕的產(chǎn)生。 

d. 型腔、型芯表面粗糙度的設(shè)計 

型腔、型芯的表面粗糙度也會影響塑料熔體的充模流動速度。表面粗糙度值過大，則熔體流速減慢，模具壁冷凝層加厚，料流截面減小，流動阻力增大，熔體溫差擴大，分支流的熔接強度下降。加工模具時，如果型腔表面粗糙度不一致，也會因熔體充模速度不同而導(dǎo)致熔接痕的生成。 

e. 模具結(jié)構(gòu)在其他方面的改進 

一種能消除有孔注塑制品外觀熔接痕的模具結(jié)構(gòu)，具體方法是制品在型腔內(nèi)剛剛注塑充填完成時，利用鑲芯對型腔內(nèi)較軟的物料熔體進行切割，得到制品孔。該方法可以用于表面有各種類型孔的塑料制品，可以完全消除孔處的熔接痕，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。還有一種特殊注塑機構(gòu)，實際生產(chǎn)中，在動、定模板未鎖緊時（間隙2mm）進行注塑，在注塑量為所需注塑量的70%-80%時進行二次合模。由于模具未完全閉合時沒有型芯的分流作用，也就不會形成熔接痕，所以能夠徹底杜絕熔接痕的產(chǎn)生。 

3. 順序閥針澆口技術(shù)對熔接痕的影響 

在產(chǎn)品高度自動化的大批量生產(chǎn)過程中，幾乎所有的大型注塑件都采用熱流道系統(tǒng)。對于此類塑件而言，多澆口進膠可以確保型腔充填完全并提高充填效率，但這也必然會產(chǎn)生分支料流，從而導(dǎo)致熔接痕的出現(xiàn)。而采用按照順序打開澆口閥針的方法，可使熔料流依次融合向型腔兩端，從而解決熔接痕的問題。 

順序閥針法澆口技術(shù)是近年來開發(fā)的一種注塑成型新技術(shù)，其理論模型由美國Moldflow公司率先提出，而美國GE公司首先在薄壁件生產(chǎn)中對其進行了商業(yè)應(yīng)用。順序閥針澆注技術(shù)是在原來熱流道澆口處加上一個可以控制開、關(guān)的閥門裝置，注塑澆口的開、關(guān)根據(jù)具體要求決定其工作方式。注塑模具澆注系統(tǒng)采用閥針式澆注控制後，可以通過澆口控制熔體的流動方向和流量，達到消除或減少熔接痕的目的。澆口的開啟或者關(guān)閉由液壓缸或者汽缸驅(qū)動，在熱流道中澆口與頂桿的連接是一根圓柱頂針。采用順序閥針澆口技術(shù)成型制品時，一般分為四個步驟，在整個過程中一個澆口最多可以經(jīng)過兩次開、關(guān)：（1）注塑開始，打開模具中間澆口，向型腔內(nèi)注入熔體，繼而向兩側(cè)分流；（2）當熔體剛好流經(jīng)兩側(cè)澆口時，關(guān)閉中間澆口，同時打開兩側(cè)澆口；（3） 當熔體充滿整個型腔，開始補縮、保壓時，打開所有澆口；（4） 保壓結(jié)束前，關(guān)閉所有澆口，冷卻制品，開模取件。

順序澆口技術(shù)具有以下幾個特點：消除大型塑件熔接痕；降低成型壓力及相關(guān)殘余應(yīng)力；縮短成型周期；注射壓力和保壓壓力帶來的影響相互獨立，噴嘴的閉啟就可調(diào)整型腔的壓力。在成型大型塑件時，傳統(tǒng)的同步多點進膠，雖然能使熔體充滿整個型腔，但是由于熔接痕的存在，很難使產(chǎn)品質(zhì)量達到理想的要求。經(jīng)生產(chǎn)實踐證明，順序閥針澆口技術(shù)切實有效地解決了注塑中的熔接痕問題。 

4. 其他改善熔接痕強度的方法 

要消除或者減少熔接痕的影響，提高熔接痕的強度，還可從選擇基體樹脂和助劑等入手。由于熔接痕處往往存在應(yīng)力集中，所以可以用熱處理的方法為注塑制品消除或減小在成型過程中形成的內(nèi)應(yīng)力，改善制品的力學(xué)性能。對于無定型塑料其處理方法是在高于玻璃化溫度10-15℃、惰性氣氛條件下，在加入適當液體或熱空氣的烘箱中放置一定時間；對于半結(jié)晶型塑料，要在低于熔點溫度50-80℃的相似條件下放置一定時間，通常以40-50min/mm為宜，然后再將塑料冷卻到室溫。此外，研究者們還嘗試了雙推沖模法和振動輔助注塑成型法來減少熔接痕的產(chǎn)生。 

a. 雙推充模法 

雙推充模法是研究人員在研究材料自增強技術(shù)時，提出的一種成型方法。該系統(tǒng)由左注射系統(tǒng)、右注射系統(tǒng)和具有兩個澆口的模具組成。開始時，兩個澆口同時充模，當型腔被充滿時，會在中間形成平面狀的熔接痕區(qū)域。這時，控制系統(tǒng)驅(qū)動未固化的物料左右運動。由于靠近模壁處剪切應(yīng)力大、凝固早，所以物料移動困難，于是熔接痕形成V型結(jié)構(gòu)。然后，物料在左右兩個控制系統(tǒng)的作用下左右移動，如此反復(fù)幾次，熔接痕所在的面便形成了犬牙交錯狀態(tài)，從而提高了兩股料流的結(jié)合強度，改善了熔接痕的力學(xué)性能。與上述方法相似的是Bevis發(fā)明的雙柱塞推料法，工作時，活塞的往復(fù)運動帶動了充滿模腔內(nèi)的熔體的往復(fù)運動，達到了雙推充模法的預(yù)期效果。 

b. 振動輔助注塑成型 

振動輔助注塑成型是借助外加力場（包括機械振動、聲波振動和超聲波振動等）對原料進行塑化和加工，從而使塑件的整體性能得到大幅度提高的一種新型高聚物成型方法。其作用機理是通過局部加振，使聚合物產(chǎn)生脈動。這種方法主要是利用電磁振動使物料在料筒內(nèi)塑化更加完全，有較低的充模粘度，而且容易排除氣體，有利于熔接痕強度的提高。 

熔接痕的存在不僅會引起塑件表面的質(zhì)量問題，還會影響塑件的強度。熔接對于大多數(shù)塑件而言是難以避免的，但是通過對塑件結(jié)構(gòu)及模具結(jié)構(gòu)進行改善，實行主動控制，可以消除或大大降低熔接痕的影響，使塑件外觀及力學(xué)性能滿足設(shè)計要求和使用要求。此外，原料自身的結(jié)晶度、松弛時間等性質(zhì)也是影響熔接產(chǎn)生的重要原因，選擇合適的樹脂對于消除或減少熔接痕也有重要意義。

賽諾新材，15年積淀，聚乙烯蠟品牌生產(chǎn)商，藍海股權(quán)機構(gòu)掛牌上市企業(yè)。專注從事潤滑分散體系的研發(fā)生產(chǎn)，包含聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、EBS、 硬脂酸鋅等助劑的研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用工作。