塑料托盘注塑熔接线
熔接线(Weld Line)是指注塑成型中两股熔融的塑料熔体相接触时由于不能 完全融合，而在接触面处形成了的一个与其他塑件性能不同的三维区域，严重影 响塑件的质量，是注塑成型过程中的一种严重缺陷问。
1)焰接线形成原因
在注射成型过程中，由于制件的几何形状，填充过程中发生两个及两个以上 的方向的熔体流动时，来自不同方向的熔融塑料在结合处不能完全融合，就会形 成熔接痕和熔接线。图3-6"为熔接线形成的具体过程。
熔接线是塑料制品常见缺陷之一，轻度的熔接线会影响制品的外观质量，而 严重的话，还会很大程度影响到制品强度和刚度，特别是对于多相材料它的影响 就更为明显㈣。如果在塑件中熔接线不能被消除，那么应该通过设计手段，比如 调整浇口的位置和尺寸，使熔接线出现在制品上较不敏感区域，防止影响制品的 机械性能和表观质量。
 
 
2) 熔接线的主要影响因素
注射制品的熔接线的影响因素很多，这些因素又会相互影响，相互作用，关 系非常复杂，对熔接线的影响程度也各不相同。其中主要因素如下：
(1) 制品材料：制品的材料可以分为无定形脆性塑料、无定形韧性塑料、半 结晶型聚合物。熔接线对塑件的损害程度与材料的接缝系数关系很大，接缝系数 越大，损害就越小。无定形脆性塑料的接缝系数很小，所以熔接线对塑件的损害 就比较大；而无定形韧性塑料的接缝系数较大，熔接缝对塑件的损害小；半结晶 型聚合物的接缝系数也比较高，熔接线对塑件的损害也很小。但是如果在以上三 种材料中添加了填料、增强剂，由于在接缝处沿平行于接缝方向的取向效应填料、 增强剂比聚合物分子链更为显着，会导致材料接缝系数显着减小。另外添加剂会 使熔料的黏度增大，使聚合物分子链活动性减小，这些都妨碍了熔料分子链在接 缝处的熔合，增加了熔接线的形成。
(2) 制品结构：制品上的各类孔、槽、嵌件等结构，制品的壁厚不均等设计 都会导致料流分支，而料流分支然后汇合就会形成熔接痕。由于制品上的各类孔、 槽、嵌件等结构形成需要通过模具中的模芯结构来实现，由此在充模过程中焰体 流经模芯时会受到阻碍，绕过模芯后形成多支分流，再汇合时便会形成熔接痕，

如图3-7向所示。另外，制品的壁厚相差悬殊时，也会导致熔接线形成。熔体流经 壁厚不均的型腔时，熔体在各处因所受的流动阻力不同，流速也会不相同。在厚 截面处熔体的流动范围广，因此所受的流动阻力小，流动速度就快；而在薄截面 处则正好相反。正是由于这种流动速度的差别，即使制品上没有孔、槽结构，只 要熔体的壁厚差异较大，同样还会形成分支料流，分支料流汇合时在汇合处便会 形成了明显的熔接线。

 
图3-7围绕型芯流动形成的熔接线
(3) 浇口：模具的结构中浇口数量、位置及尺寸等设计也会对熔接线产生重 要的影响。充模时，浇口的数目越多，势必形成的分支料流也越多，各料流汇合 时，便会形成熔接线，所以形成的焰接线也越多。如果浇口数量为〃，则熔接线的 数量为n-1o另外，来自不同浇口的熔体前沿如果融合的不好，熔接线将更加严重, 严重影响到制品质量。但并不是单浇口就有利于控制焰接线，对尺寸较大的制品, 采用多浇口往往比单浇口更有利于提高熔接质量，由于多浇口可以大大缩短焰体 流程充模与时间，降低流动中的焰体温度与压力损失，从而使分支料流汇合时熔 体前沿能够更好的熔合，从而减轻熔接线的外观明显程度，而单浇口往往不能达 到这么好的效果。
除浇口数量外，浇口位置对熔接线的影响也很大。浇口位置不当，可能会导 致流程过长，压力和温度下降大，而加重了熔接线的明显程度，甚至造成汇合处 的熔体不能熔合。另外浇口位置不当还会熔体产生喷射流动，形成无规则的波纹 状熔接线。可见，合理的浇口数量和位置可减少熔接线的发生，改善制品的外观 质量。另外，模具型腔、型芯的表面粗糙度也影响熔体充模流动速度，进而影响 熔接线的形成。
(4) 模具排气及冷却系统：模具排气问题和冷却系统同样会影响熔接线。若 模具排气不畅，模腔内压力就会过大，阻碍熔体充模流动，从而导致熔接线。同 时，会造成料流汇合处存有高温气体，造成制品灼伤，还会减少熔体相互熔接的 面积，造成明显的熔接线，严重损伤制品的强度。模具设计时，若冷却系统设置 不合理，由于成分支料流融合时温度降低，造成料流粘度升高而没有办法充分熔 合，进而产生的熔接线。同时，冷却系统不合理还会造成型腔分布分布不均，进 而造成各部位的充模速度不同，形成分支料流，从而产生熔接线。
(5) 成型工艺：温度、压力、时间和速度等工艺参数也能够明显地影响到制 品的外观质量与熔接缝强度，所以它们的影响也不可忽视。合理的工艺条件是改 善或提高熔接线质量的有效手段阅o
温度、压力与速度三个参数在诸多工艺参数中对焰接线的影响最明显，而其 中温度的影响是最直接的㈣。不同料流汇合时，熔体的温度会直接影响料流的汇 合程度，由于前锋面温度下降，使得料流粘度增加，大分子活动能力降低，不能 充分的扩散和缠结，导致熔体前锋不能良好熔合，形成熔接线。所以，提高成型 过程中的熔体温度与模具温度，使得前锋面上的温度与锋面内侧的温度近乎相等 时，不同料流就能较好熔合，这样便可基本消除焰接线。同时，升高温度，可以 使与模腔壁面接触的熔体不宜凝结，同时也使熔体的流动性增强，表观粘度与流 动阻力都减小，从而减轻熔接线。反之，如果降低温度，熔体的流动性会减弱， 从而使与模腔壁面接触的熔体凝结的厚度增加，熔体表观粘度与流动阻力也会随 之增加，而它们增加又会使得靠近凝结成的熔体温度进一步下降，从而加重熔接 线的形成。当温度低于粘流温度Tf时，制品壁厚截面两侧便会形成较深的V型沟 痕。如果整个料流前锋焰体温度均在粘流温度Tf以下，则两前锋面由于没有办法 有效的熔合，将产生贯通整个壁厚截面的冷接缝，造成废品。
压力也是熔接线形成的一个重要因素。适当增大注射压力可使来自不同料流 的熔体在较高压力下汇合，有利于它们熔合，从而减小熔接线。所以熔接线距浇 口位置越近，注射压力传递越充分，温度损失越少，熔体熔合越好，熔接线强度 也越高。
3) 熔接线控制对策
针对以上焰接线的影响因素，我们可以通过合理的方法加以控制和消除，具 体有以下几个方面措施吧
(1) 材料选择：在材料选择上，在满足力学性能要求的前提下，应尽量选用 相对分子质量小，表观粘度低的材料，尽量不要添加填料或添加剂，以利于汇合 时熔体能够较好的相互熔合，减少熔接线的发生；为了提高熔接线的强度，应尽 量选用无定形韧性材料或半结晶性材料，尽量少用或者不用无定形脆性材料。
(2) 制品设计：制品结构设计时，在满足功能结构要求前提下，应尽量避免 出现使料流分支的结构；制品壁厚应尽量保持均匀一致，必要的壁厚差也应小于 30%；尽量少用甚至不用孔、槽、嵌件结构，以利于焰体流动，减少出现熔接线； 在可能出现熔接线的部位为了提高熔接线强度，可以适当增加壁厚。
(3) 模具设计：在模具结构设计上，浇口数量与位置设计的基本原则是既要 顺利充满型腔又不使制品产生多而明显的熔接线。对成型面积大或流程长的制品, 选用多浇口浇注、多级分流道，合理设置浇口位置，避免出现因流程过长而使熔 体前沿降温过快而出现熔接线；对于模具结构设计及浇口位置选择还可以通过计 算机模拟分析技术，选择最优方案，降低甚至避免熔接线对制品质量的影响；采 用热流道技术，有利于熔体熔合，不易形成明显熔接线；模具采用真空引气或充 分排气，以及在熔体最后充填位置增设冷料穴，减轻或消除熔接线；模具冷却水 道设计远离熔接线所在位置，以确保该处熔体能够良好熔合。
(4) 工艺条件：合理提高熔体注射温度与模具温度以及冲模速率，提高大分 子的活动能力，以利于料流前锋汇合时，大分子能够相互扩散与缠结，使熔体能 够很好的相互熔合，减轻甚至消除熔接线；提高注射压力，可将压力有效地传递 到料流前端，增进相互熔合，提高焰接痕强度；另外，有些制品成型后的热处理, 既可以消除成型过程中的残留应力，又有利于改善峪接线的强度与外观质量。
完全消除熔接线对大多数注射制品而言，是非常困难的，但可以实施主动控 制，通过对制品材料的选择、制品结构设计、模具设计及合理的工艺参数选择等 不同环节控制，可以消除或大大降低熔接线的影响，使制品外观及力学性能满足 设计要求。尤其现代应用注塑CAE技术后，对注塑过程进行模拟分析，能够主动 的预测出焰接线的大小与位置，甚至可以预测熔接线的强度。据此对制品或模具 设计进行修改，可以从根本上消除或大幅度减轻熔接线的影响，进一步扩大注射 制品的使用范围。