高周波塑胶熔接机具体工作原理
高周波塑胶熔接机(高频塑胶熔接机)工作时工作原理核心在于它利用了高频电场在塑料内部产生热量进行熔接,而不是像电阻焊那样通过接触电阻发热。
以下是详细解释:
- 基本原理:高频介电加热
- 高周波熔接机产生一个频率非常高(通常在27.12 MHz或40.68 MHz)的交变电场。
- 这个强电场被施加在上下两个电极之间。
- 被熔接的塑料材料(通常是极性塑料,如PVC、PET、EVA、PU等)被夹在这两个电极之间。
- 电场的作用
- 当高频高压交流电施加到上电极时,它相对于下电极(通常是接地或接反相)会产生一个快速变化的强电场。
- 这个交变电场穿透位于电极之间的塑料材料。
- 塑料材料内部的极性分子(或分子链段)会试图跟随这个快速变化的电场方向进行反复极化(排列方向来回翻转)。
- 摩擦生热
- 极性分子在高频电场作用下剧烈的来回翻转、摩擦和碰撞。
- 这种分子级别的剧烈运动产生内摩擦热(也称为介电损耗热)。
- 热量在塑料内部直接产生,并且非常迅速地积聚,导致材料温度迅速升高到熔融状态。
- 为什么需要两个电极?
- 形成闭合的电场回路: 高频电场要在塑料材料中有效建立并产生加热效果,必须有一个完整的路径。上电极(高压电极)和下电极(通常是接地电极)共同构成了这个电场回路的两端。没有下电极,电场无法有效形成和穿透材料。
- 电磁感应的必然结果: 当高频交变电流流经上电极时,根据电磁感应定律,它必然会在与之相对的下电极中感应出电流。这个感应电流是形成闭合回路和维持电场所必需的。
- 构成电容结构: 上下电极和中间的塑料材料,本质上构成了一个电容器。上电极是电容器的一个极板,下电极是另一个极板,塑料是电介质。给电容器的两极板施加高频交流电压,电介质(塑料)内部就会产生交变电场,从而发热。电容器的两个极板在交流电路中都是有电流流过的(位移电流)。
- 提供压力: 下电极(通常是工作台或下模具)除了作为电回路的一部分,还起到支撑工件并在熔融时施加熔接压力的作用。压力使熔融的塑料分子相互扩散、融合,并在冷却后形成牢固的焊接。
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