PA6 и PA66: в чём разница при сварке

Написать на чертеже «полиамид» недостаточно. PA6 и PA66 ведут себя при ультразвуковой сварке заметно по-разному, их параметры не переносятся друг на друга, и между собой эти материалы не свариваются.

Разница начинается с температуры плавления

PA66 плавится примерно на 40 градусов выше PA6, быстрее кристаллизуется и имеет более узкий интервал плавления. У частично кристаллических материалов и без того нет широкой области размягчения, характерной для аморфных смол, а PA66 доводит это до предела: ниже температуры плавления он твёрдый, выше — течёт быстро, а полезный промежуток между этими состояниями узок.

В терминах сварки это означает, что PA66 требует более высокой плотности энергии, чтобы раскрыть границу раздела, и при её превышении смола рядом со швом деградирует очень быстро. Перенос набора параметров с PA6 на PA66 обычно даёт непровар; в обратную сторону — облой и пожелтение.

У PA6 интервал плавления несколько шире и материал терпимее, но он всё равно частично кристаллический и совсем не похож на аморфную смолу вроде ABS.

Между собой они не свариваются

Это вопрос проектного решения. Температуры плавления расходятся настолько, что одна сторона уже течёт, когда другая ещё твёрдая, и момента, подходящего обеим, попросту нет. Даже соединение, которое выглядит закрытым, на деле лишь прижато, и под нагрузкой оно разойдётся.

Поэтому если одна половина из PA6, а другая из PA66, не стоит рассчитывать, что параметры это решат. Меняйте материал либо меняйте способ соединения — на винт по запрессованной вставке или на расклёпывание.

Стекловолокно увеличивает разрыв

Нагруженные полиамидные детали редко бывают ненаполненными. Стекловолокно ослабляет акустическую волну и одновременно занимает место смолы, которая должна была бы сплавиться на границе раздела; оба эффекта накладываются на материал с и без того узким интервалом плавления, поэтому технологическое окно закрывается быстро.

Начиная с определённой степени наполнения увеличения амплитуды уже недостаточно и приходится менять тип соединения. Энергетический направитель рассчитан на мгновенное расплавление вершины с последующим течением, а волокно ослабляет и то и другое; сдвиговое соединение выделяет тепло за счёт длительного трения по посадке с натягом и к волокну куда менее чувствительно.

Порядок действий

Сначала уточните марку. PA6 или PA66, наполненный или нет, и с какой степенью наполнения. Пока нет ответа на эти три вопроса, всё дальнейшее — догадки.

Тип соединения — раньше параметров. Частично кристаллическим смолам подходит сдвиговое соединение, а наполненному PA66 — тем более. Это решается на чертеже; после изготовления пресс-формы места для манёвра почти не остаётся.

Амплитуда — раньше времени. Амплитуда задаёт плотность энергии, поступающей на границу раздела за единицу времени. Удлинение цикла лишь даёт теплу больше возможностей уйти в тело детали, тогда как граница остаётся несплавленной.

Оснастка должна быть жёсткой. Узкое окно означает, что важна повторяемость. Если деталь может смещаться в оснастке, путь энергии от детали к детали различается и результат уплывает.

И ещё одно

В пределах одной марки новая партия может отличаться содержанием волокна, распределением его длины и химией аппрета, и полиамид чувствителен к этому гораздо сильнее, чем ABS. После смены партии параметры следует подтверждать заново, а не считать, что они переносятся.

Оценки сложности инженерных термопластов по сварке, расклёпыванию, запрессовке вставок и точечной сварке вместе с матрицей совместимости приведены в справочнике по свариваемости инженерных пластиков на странице технические материалы. Диапазоны амплитуды и варианты оснастки по моделям — на страницах аппаратов ультразвуковой сварки.

Чтобы получить оценку по конкретной детали, отправьте марку материала и чертежи на 1427498429@qq.com или позвоните: +86 769 8202 9510 / +86 137 6001 0932.