关于注射模注射时熔接缝的防制

摘要：熔接缝是塑件制品一个常见缺陷之一，由于熔接缝的形态和结构不同于塑件的其他部分，使得熔接缝的力学性能大大低于塑件的其它部分，会产生种种缺陷，影响制品外观及使用。了解熔接缝的产生及影响，通过分析不同因素及制定出防制的方法。

关键词：注射质量；熔接缝；产生原因；预防措施

中图分类号：U416.2文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）02-0087-02

一、概论

塑料作为一种新兴合成材料，其制品已在各个领域得到广泛应用，然而注射成型过程复杂，制品质量不易保证，会产生种种缺陷，影响制品外观及使用。注射成型质量分外部质量和内部质量两方面。外部质量指表面质量，包括表面粗糙度和表面缺陷等；内部质量指内部的性能，包括塑件内部组织结构、密度、力学性能及熔接缝强度等。熔接缝是塑件制品一个常见缺陷之一，熔接缝的存在不但影响制品外观质量，更重要的是，由于熔接缝的形态和结构不同于塑件的其他部分，使得熔接缝的力学性能大大低于塑件的其他部分，易产生应力集中，削弱了制品的机械性能，特别是冲击强度比无熔接缝处有所降低。因此，需要研究熔接缝的形成及消除或减轻熔接缝的影响，提高塑件制品质量，保证塑料制品的正常使用。

二、熔接缝及形成原因

（一）熔接缝

熔接缝是指两股以上流动的熔融塑料前锋相接触时，由于料流前锋温度下降，接触表面不能很好地熔合，而形成的形态结构和机械性能都完全不同于其它部分的三维区域。熔接缝的产生如图1：

图1熔接缝的产生

1.料流； 2.型芯； 3.型腔； 4.熔接缝

不同的模具结构形式，所形成的熔接缝熔接的牢固程度、形状、数量、位置等也不相同。如图示2：

图2熔接缝数量及位置

1.料流； 2.型腔；3.熔接缝；4.型芯

（二）熔接缝形成原因

所有塑料加工成型中，都可能产生熔接缝。在注射成型加工中，熔接缝的产生主要是由于型腔的结构造成的，如多浇口、有型芯或有嵌件的塑件中，必然造成多股料流同时充模，然后汇聚相接而熔合在一起；另外，若塑件壁厚过厚或厚度不均、注射速率过高而形成喷射流及模具排气不良等都会，都会产生熔接缝。在挤出成型塑料管时，由于挤出模内有分流梳，多股料流相汇，必然在管中形成熔接缝。下面具体谈一谈影响熔接缝产生的因素：

1．模具结构设计。浇口数量和位置对塑料件熔接缝有较大影响。浇口数目越多，则熔接缝越多，若料流不能很好地熔合，则会影响制品质量。但对于大件来讲，若采用单浇口充模，尽管熔接缝数量会减少，但由于充填型腔是弯折多，时间及流程都会延长，注射压力损失增大，料流前锋温度下降较大，熔接缝将会更加明显，机械性能显著下降；而采用多浇口充模，尽管熔接缝较多，但由于充模时间及流程短，压力损失小，温度变化相对来说要小，料流熔接的牢固，会提高熔接缝的质量，所以对大件应采用多浇口充模。浇口位置应使熔接缝位置处于适当的位置。熔接缝位置不合理一方面影响制件外观质量，另一方面熔接缝处的机械强度也相对较低，所以设计浇口时应保证注射成型时，熔接缝的位置位于不明显位置和机械性能要求不高的位置。一般，熔接缝距浇口越远，则熔合越差，其强度越低，外观越明显。

2．成型工艺条件。合理的工艺条件能够改善和提高熔接缝的外观质量和熔接的强度。在注射工艺参数中，温度、压力和速度对熔接的质量有明显影响。

若料流汇合时，料流前锋温度下降较多，熔体粘度增大，使大分子活动能力减弱，不能充分扩散与缠结，则熔接缝熔接不牢。

一般地，注射压力适当地增大，将有助于熔体克服流动阻力，增进熔体相互熔合，提高熔接的强度。

一般地，适当地增大注射速度，熔体流动时的温度降低较少，料流前锋能较好地熔合，提高熔接强度。

3．塑件结构。塑件上的孔、槽、嵌件及壁厚不均匀等，都不可避免地使熔体分成多股料流流动，必然形成熔接缝。

孔、槽、嵌件是由型芯成型的，而型芯阻碍熔体的流动，熔料流分开流动，汇合后形成熔接缝。

壁厚不均，流动阻力不同，使熔体流速不同。厚壁处阻力小，流速快；薄壁处阻力大，流速慢。因此，料流以不同速度相汇合，而形成熔接缝。

4．塑料材料。构成塑料的聚合物结构及填料品种、含量等，都会影响熔接缝及其强度。

聚合物的结构包括链结构和链的极性、相对分子质量、相对分子量、相对分子量等，对聚合物熔体的粘度有明显影响。一般地，分子链刚性强及相对分子质量较大，则熔体粘度高，分子间的内摩擦阻力大，流动困难，熔体在流动时温度下降较快，料流前锋不能很好地熔合，而导致熔接缝的产生。

填料含量及形态也影响熔接缝及强度。纤维填料含量高的熔体流动性差，熔体大分子相互扩散得不够充分，料流汇合时熔合困难。同时，纤维取向也阻碍料流前锋面上大分子间的相互扩散与缠结，使熔接缝加重。对同一种塑料，即使填料品种相同，只是形态不同，其熔接缝强度也不相同。

不同塑料熔接缝对塑件性能影响程度不同。结晶型塑料如尼龙，熔接缝对塑件影响较小，无定形塑料如聚苯乙烯，熔接缝对塑件损害较大。

三、控制及预防熔接缝方法

尽管熔接缝的产生不可避免，但通过一些方法可以有效地控制或减轻熔接缝产生的不利影响，使熔接缝处于不影响外观，且不受力部位。

（一）模具设计

设计浇口数量和位置时，应使制品不产生多而明显的熔接缝，又能顺利充模。对于大件应采用多浇口，有利于减轻熔接缝。若选择好的浇口位置，则熔接缝可处在不重要的位置。

采用热流道注射，减少熔体温度的下降，有利于料流前锋很好地熔接。

采用CAE技术进行优化设计，确定熔接缝的位置和形状。传统设计时，根据设计者的经验，需考虑到影响熔接缝形成的各种因素，在设计过程中，尽量使熔接缝处于合理的位置，在试模中对熔接缝进行观测，若位置不理想，则进行反复修模和试模，延长模具生产周期，提高了生产成本。应用CAE技术，在模具设计前，根据塑件形状、材料特性、加工工艺等，在计算机上模拟熔接缝的形成过程，从而获得理想的熔接缝位置和形状。

另外，增加模具排气孔、冷却水道设计远离熔接缝位置等，都可以减轻熔接缝所产生的缺陷。

（二）注射参数选择

注射时，适当地提高注射速度、模温及注射压力，有利于料流前锋汇合时，能很好地熔接，减轻熔接缝的影响。

（三）塑件设计

塑件设计时，在满足使用要求前提下，尽量避免产生料流分支结构。

塑件壁厚应尽可能均匀，壁厚差应小于30%。同时，增加熔接缝处壁厚有利于熔合，提高熔接强度。

减小模具和保持模具清洁，可以使熔接处减小，有利于熔接缝结合牢固，特别是模具顺利排气对熔接缝强度有利，因为排气不及时会使气体滞留在熔体熔合处，使熔合非常困难。

（四）材料选择

选择制口材料时，在满足使用要求前提下，尽量选表观粘度低、相对分子质量小、填料少或非增强填料等，都有会有利于熔体的熔合。

用增强填料时，应选含量低的粒状或短纤维增强填料。

参考文献

[1]于同敏，等．注射制品的熔接痕及控制对策[J]．模具工业，2002，（7）．

[2]鲁晓梅，等．塑件熔接线计算机模拟及实验验证[J]．模具工业，2000，（2）．