一、熔接线形成原因及分类

在注塑成型过程中，当采用多浇口或型腔中存在孔洞、嵌件、以及制品厚度尺寸变化较大时，塑料熔体在模具内会发生两个方向以上的流动，当两股熔体相遇时，就 会在制品中形成熔接线(weld line)，具体根据交汇角又可以分为熔接线(weld line)和熔合痕(meld line)。按产生方式的不同，熔接线可分为热熔接线(hot weld line)和冷熔接线(cold weld line)。从表观上看, 熔接线有曲线形状的, 也有近似于直线的,从制品壁厚截面上看,熔接线有在外表面上的, 也有深入表层一定深度呈V 型沟痕的, 甚至有的贯通整个壁厚截面。当注塑制品体积或尺寸比较大，为缩短注塑时间，常采用多注入口的方式注入熔体，当两股面对面流动的熔体相遇后，不再产生新的流 动，这时所产生的熔接线成为冷熔接线（或对接痕）；当熔体流动中碰到障碍物(如嵌件)后分成两股或多股熔体，绕过障碍物，分开的熔体又重新汇合并继续流 动，这时所形成的熔接线称热熔接线（或并合痕）。

二、熔接线评价

熔接线是注塑件的薄弱环节, 不但影响制品的外观,而且易于产生应力集中,影响制品的总体强度。熔接线的熔接强度定义如下：

σ=P1/S×K1 ×K2

式中: σ ――― 熔接强度;

P1 ――― 熔体芯层的流动压力;

S  ――― 熔接区域的面积;

K1 ――― 材料系数;

K2 ――― 材料温度系数。

对薄壁制品，熔接线强度受高压影响会进一步降低，因此其强度公式要引入压力修正项。

熔接线对制品的损害程度可定量地用接缝系数F_KL 来表示 ,其定义如下:

F_KL =PY/PN

式中, PY、PN 分别为含熔接线的试样的性能值和无熔接线的试样的性能值,其中试样性能是指拉伸强度、断裂伸长率等参数。F_KL 值愈小,熔接线的性能愈差,对制品总体性能的削弱程度愈大，因此F_KL 值应尽量大。

三、影响熔接线接缝系数大小的因素：

(1) 接缝类型。热熔接线的性能明显优于冷熔接线。

(2) 塑料材料。无定型脆性材料的熔接缝使制品损害严重,无定型韧性材料的熔接缝对制品损害较小,半结晶型材料的熔接缝也具有较高的接缝系数。无论哪种类型材料,添加填料、增强剂之类虽然对塑料可以起到增强作用,但却会引起接缝系数显著减小。

(3) 工艺条件。一般而言,熔体温度越高、模具温度越高、充填时间越短、保压压力越高,接缝系数也越高。

(4) 制品与模具结构。模具结构的可充填性好,有利于顺利充模,熔接缝性能也较好,同时模具的有效排气也有利于改善接缝系数。

各因素对熔接线性能的影响常采用Taguchi 方法来设计实验, 测量对于每种材料的各种工艺参数的组合对有熔接痕的注塑件的影响, 找出最佳的工艺参数组合。

四、减小熔接线损害的方法：

1、合理选择材料：

(1)选择单一聚合物体系成型时,首先考虑选用无规韧性聚合物或结晶性聚合物成型,尽量避免采用无规脆性聚合物。

(2)选择单一聚合物与助剂共混体系成型时,如果均聚物是非结晶性聚合物,应尽量选用助剂含量较少的材料,如果均聚物是结晶性聚合物,应选择含有能提高均聚物结晶性能的共混体系。

(3)选择聚合物共混体系成型时,共混体系分散相的粘度要高,应选择分散相分子量高的共混体系。

(4)选择聚合物混合物与助剂的共混体系成型时,助剂与分散相的作用力越强,越能提高分散相粘度的体系成型的制品性能越好。

(5)选择相容性聚合物混合物与助剂的共混体系成型时,提高增容剂的含量,能提高体系的相容性,增加分子链间的作用力,从而提高制品的性能;同时还要考虑助剂的长径比。应选用助剂长径比较小、增容剂含量高的共混体系进行注射成型。

2、改变注塑工艺参数,主要包括：温度(料温、模具温度) 、压力(注塑压力、保压压力)及时间(注射时间、保压时间)等。在分解温度以下合理提高熔体与模具温度。适当提高注射压力和保压压力。适当增加充模速度或 减小注射时间。此外,那些影响塑化质量、温度和压力的工艺参数,如预塑背压、螺杆转速、注射量和剩余料量等对制品质量也有不可忽视的影响。

3、优化模具设计,主要手段包括：通过调整浇口的位置、尺寸或降低注塑件厚度比,将熔接线位于低应力区和非外观区;增大浇口和流道尺寸,以减小流动时的约束,使压力传输更容易,从而改善熔接线区域的力学性能。模具设计时, 若冷却水道距熔体汇合处太近, 则接缝处的熔体因温度降低, 粘度升高而无法充分熔合,必产生明显的熔接痕。冷却设计不当,还会造成模具温度分布相差过大, 致使熔体充模时型腔不同部位因温差导致填充速度不同, 从而引起熔接痕。

4、对于有些制品, 成型后进行适当的热处理, 可以消除成型过程中的残留应力, 也有利于改善熔接线的外观质量与强度。

五、根据Moldflow结果评价熔接线

Moldflow 的熔接线模拟结果生成后,要把熔接线结果图叠放在熔体流动前锋温度图上,并激活前锋温度图,观察熔体的前锋温度是否小于熔体的凝固温度,两股相遇熔体的前 锋温度差是否大于10℃。如果熔体的前锋温度小于熔体的凝固温度,那么熔接线就会提前凝固,不利于熔体的融合,造成熔接线处的机械性能下降。如果两股相遇 熔体的前锋温度差大于10℃,那么熔体融合得不好,也造成制件的机械性能降低。把熔接线缺陷的结果叠放在气泡结果图上,观察熔接线是否与气泡结果重合,如 果两者重合,会大大降低熔接线处制件的强度,这种情况是应该避免的。最后把熔接线缺陷结果叠放在填充时间结果上,观察熔接线是否出现在最大填充时间处,如 果两者重合,则熔接线一般出现在充填的末端,最可能在制件的表面上,这种情况也是应该消除的。

六、凹痕

1、凹痕的产生原因

凹痕产生的根本原因是材料的热胀冷缩，热塑性塑料的热膨胀系数相当高。而膨胀和收缩的程度取决于许多因素，其中塑料的性能，最大、最小温度范围以及模腔保压压力是最重要的因素。还有注塑件的尺寸和形状，以及冷却速度和均匀性等也是影响因素。

2、如何避免凹痕的产生：

（1）材料因素

从材料方面考虑,对于表面质量要求比较高的塑件，应尽量采用收缩率较低的树脂，也可在原料中适当增加润滑剂。结晶性塑料材料的收缩率高，这将使凹痕问题更 为严重。非结晶性材料的收缩率较低，会最大程度地减小凹痕。填充和纤维强化的材料，其收缩率更低，产生凹痕的可能性更小。因此需要根据实际情况尽量选择收 缩率较小的材料。

（2） 产品结构设计

厚的注塑件冷却时间长,会产生较大的收缩。厚度大是凹痕产生的根源所在，设计注塑件时必须注意。尽可能避免设计出厚的部位，同时尽量保证塑件的厚度均匀。 可以考虑将厚的部位考虑设计成空心，或将厚的部位平滑过渡到公称壁厚,用大的圆弧代替尖角，可以消除或者最大限度地减轻尖角附近产生凹痕。

加强筋位置是易产生凹痕的主要位置,加强筋位置的设计原则：加强筋的方向应尽量和注射充模时的熔体流动方向保持一致;对于大型制品，应避免把加强筋设置在 大块平面部位的中央,否则,平面部位容易因熔体流动集中而产生流纹或凹陷。当平面中央部位必须设置加强筋时，可在与筋对应的制品外壁处加设楞沟。制品为增 加强度,在某些位置必须增设加强筋，为防止增设加强筋而造成壁厚不均，产生凹痕，筋的厚度通常可取制品壁厚的50％，并且还要使肋的转角处壁厚过渡均匀。

（3）调整工艺参数，如增大保压压力和增加保压时间等。对于一些大的复杂模塑件，大多数情况下, 浇口比制件其它部分薄得多。在模塑件仍然很热且持续收缩时, 小的浇口已经固化。一旦固化, 保压就对型腔内的模塑件没有作用。如果这是产生凹痕的根源, 那么采用温度更高的模具或者大的浇口或许有所帮助。如果是由于冷却不均引起的凹痕，则可以改进或者增加冷却系统，提高制品冷却的均匀性。

凹痕产生原因：

・收缩造成模内塑料缺乏

・塑料过热

・顶出件过热

・注射螺杆前无缓冲

可能的工艺措施：

・增加注射量

・增加注射时间

・增加保压时间

・提高注射速度

・调整模温

・延长冷却时间

七、Moldflow中评价凹痕

凹痕结果可以直接查看模型分析结果中的Sink Index结果。另外凹痕的存在证明此处的模塑收缩率高于其周边部位的收缩，此处就会产生残余应力，因此也可以辅助查看残余应力结果。

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