CN111331851A - 一种木塑复合材料超声波焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种木塑复合材料超声波焊接方法，按照如下步骤进行：压板、热压、导能条固定、超声波焊接、表面处理；利用超声波热压方法能够快速的进行热压和焊接，同时不会对木塑复合板的上下表面造成损害，焊接完成后的木塑复合板上下表面平整，不会出现溢胶的情况，同时提高了木塑复合板制作的效率，降低了制作时间，节省了成本。

Description

一种木塑复合材料超声波焊接方法

技术领域

本发明涉及一种木塑复合材料超声波焊接方法。

背景技术

木塑复合材料，是植物纤维与高分子聚合物复合加工制成的一种新型复合材料。这种新型的材料综合了木质纤维材料和聚合物材料的双重优势，具有力学性能好、表面硬度高、热伸缩性优良、耐水、耐磨的特点，发挥了木材的易加工性性和塑料的加工方法多样性、灵活性。木塑复合材料中常用的塑料原料有PE、PP、PVC等。

但是此种材料目前在制作时，通过加热来实现压板和板材的，但是在加热的过程中容易对表层造成损坏，在进行热压时，由于采用传统式加热方法，对经过加热后的胶不能进行很好的控制，容易出现边沿溢胶，制成的木塑复合材料上下表层之间不水平的情况出现。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种在制作木塑复合材料时，通过超声波加热方法对其进行热压和焊接，避免出现溢胶方便在制作的过程中向下对接的木塑复合材料超声波焊接方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案，一种木塑复合材料超声波焊接方法，按照如下步骤：

步骤一：将混合后的复合料放入到上表层和下表层之间，并通过压板机对该形成的上表层、复合料和下表层形成的木塑复合板材进行压板；

步骤二：将完成压板的木塑复合板放入到超声波热压焊接装置中进行超声波热压焊接，在进行热压时压力为230N-280N,热压稳定为60℃-80℃，热压时间为30s-60s；

步骤三：将经过超声波热压焊接后的木塑复合板进行对接，并在对接的部位放入导能条，并将其相互固定压紧；

步骤四：采用超声波焊接机对导能条进行加热，使导能条与对接的木塑复合板的端部发生熔融，对相互对接的木塑复合板进行连接；

步骤五：对经过超声波焊接机焊接的木塑复合板进行表面处理，完成木塑复合板的焊接。

所述复合料包括以下重量份计的原料：木粉40-60份，树脂20-30份，偶联剂1.5-4份；发泡剂1-2份，增溶剂0.5-0.7份，润滑剂0.2-0.3份。

所述的上表层的内侧面上设有与上表层为一体的上肋条，所述下表层的内侧面上设有与该下表层为一体的下肋条，所述上肋条和下肋条上下相对设置。

所述超声波热压焊接装置包括支撑架，设在在支撑架上的操作平台，设在操作平台上部的热压箱；

所述操作平台的中部设有用于对木塑复合板进行运输的运输装置，且该运输装置的上表面与操作平台的台面相平，所述运输装置的两端分别延伸到热压箱两侧底部设有的进出口外；

所述支撑架内固定设有上升推动油缸，该上升推动油缸的伸缩端固定连接有承载超声波加热板，且该上升推动油缸带动承载超声波加热板上行时，运输装置上的木塑复合板进入到该承载超声波加热板上；所述热压箱内的上端设有下承压油缸，所述下承压油缸的伸缩端上固定连接有下压超声波加热板，且该下压超声波加热板位于承载超声波加热板的正上方，所述下压超声波加热板和承载超声波加热板分别与热压箱顶部的超声波发生器连接。

所述运输装置包括设在操作平台下方的两组皮带轮组，所述每一组皮带轮组上缠绕有运输皮带，木塑复合板搭载在两组皮带轮组上的运输皮带上。

所述承载超声波加热板包括下超声波加热头安装板、固定设在该超声波加热头安装板上端的承载热导板，所述超声波加热头安装板的两侧设有向上延伸的翻边；

所述下压超声波加热板包括上超声波加热头安装板，所述上超声波加热头安装板的下方固定设有下压热导板；

所述下超声波加热头安装板和上超声波加热头安装板上均匀设有多个镶嵌孔，每一个镶嵌孔内固定设有超声波加热头，该加热头与超声波发生器连接；

所述上升推动油缸的伸缩端与下超声波加热头安装板的底部中心位置固定连接，所述下承压油缸的伸缩端与上超声波加热头安装板的顶部中心位置固定连接，所述上超声波加热头安装板的宽度与下超声波加热头安装板上通过翻边形成的腔体的宽度相同。

所述热压箱内壁的两侧设有相互对称的固定支撑电缸，所述支撑电缸的伸缩端固定连接有支撑定位销，所述下超声波加热头安装板的两侧设有与该支撑定位销配合的定位槽。

还包括微处理器、设在承载超声波加热板上用于检测木塑复合板是否落在承载超声波加热板上的第一位移传感器、固定设在热压箱内侧用于检测承载超声波加热板上升位置的第二位移传感器，所述第一位移传感器和第二位移传感器与微处理器的输入端电连接，所述微处理器的输出端分别与下承压油缸、上升推动油缸和超声波发生器电连接。

本发明的有益效果是：利用超声波热压方法能够快速的进行热压和焊接，同时不会对木塑复合板的上下表面造成损害，焊接完成后的木塑复合板上下表面平整，不会出现溢胶的情况，同时提高了木塑复合板制作的效率，降低了制作时间，节省了成本。

附图说明

图1是本发明中木塑复合板的结构示意图；

图2是是本发明中超声波热压焊接装置的结构示意图；

图3是超声波热压焊接装置中的下压超声波加热板的结构示意图；

图4是超声波热压焊接装置中的承载超声波加热板；

图5是超声波热压焊接装置中的电连接框体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

实施例1

一种木塑复合材料超声波焊接方法，如图1所示木塑复合材料是由上表层1、复合料3和下表层2压合为一体组成，具体在设计时，为了整个木塑复合材料的整体强度，在所述的上表层1的内侧面上设有与上表层1为一体的上肋条4，所述下表层2的内侧面上设有与该下表层2为一体的下肋条5，所述上肋条4和下肋条5上下相对设置。将上肋条和下肋条进行相对设置时，在该木塑复合板承受力时，该上肋条和下肋条能够相互的抵住，提高了整个木塑复合板的受力度，在使用的过程中更加的可靠；

所述复合料3采用木粉、树脂、偶联剂、发泡剂、增溶剂和润滑剂组成，上述的该组分按照如下质量份数进行配比：木粉40-60份，树脂20-30份，偶联剂1.5-4份；发泡剂1-2份，增溶剂0.5-0.7份，润滑剂0.2-0.3份：

本实施例采用复合料3采用如下配比：木粉为50份、树脂25份、偶联剂2.7份、发泡剂1.5份、增溶剂0.6份，采用该种复合料能够保证其在使用时能够充分的填充到上表层与下表层之间，保证了制成的木塑复合板的强度，在进行热压的过程中，树脂、偶联剂、发泡剂和增溶剂能够充分的与木粉进行结合，将木粉粘结在一体形成一个整体，同时并与上表层和下表层凝结为一体，保证其整体性；

具体按照如下步骤：

步骤一：将混合后的复合料3放入到上表层1和下表层2之间，并通过压板机对该形成的上表层1、复合料3和下表层2形成的木塑复合板材进行压板；具体的是将复合料按照设计的配比进行很合配好后，将其填充到下表层上，然后将上表层扣合在下表层上，使复合料完全填充到上下表层之间，将其扣合的板材让如到压板机上进行压板，压板机在压板的过程中的压力为500N，保证其能够充分的将上表层、复合料和下表层充分的压合为一体；

步骤二：将完成压板的木塑复合板放入到超声波热压焊接装置中进行超声波热压焊接，在进行热压时压力为230N-280N,热压稳定为60℃-80℃，热压时间为30s-60s；进入到超声波热压焊接装置中的，该超声波热压焊接装置对进入的木塑复合板进行再次的加压，同时加压的过程中通过超声波进行加热，保证复合料进行二次热熔，热熔后的复合料经过加压进行二次流动，保证复合料能够完全的与上下表层充分的融合为一体，形成的木塑复合板的强度更好，同时在加热的情况下，复合料中的发泡剂进行发泡膨胀，同时热压，保证在为一体后不会因温度恢复后，发生冷缩的情况；

步骤三：将经过超声波热压焊接后的木塑复合板进行对接，并在对接的部位放入导能条，并将其相互固定压紧；所述的导能条主要是由树脂等材料制成，能够将制成的板材进行连接，在通过连接时，可以通过板材对接时的缝隙确定导能条的形状；

步骤四：采用超声波焊接机对导能条进行加热，使导能条与对接的木塑复合板的端部发生熔融，对相互对接的木塑复合板进行连接；导能条在通过超声波焊接机进行加热的时发生热熔，形成熔融状态，熔融状态的导能条与两侧的木塑复合板的端部进行粘结，部分进入到木塑复合板中的复合料中，两块木塑复合板能够固定连接起来。

步骤五：对经过超声波焊接机焊接的木塑复合板进行表面处理，完成木塑复合板的焊接。所述的表面从处理包括表面清洗，表面除毛刺、对成型的木塑复合板的边沿进行切割，保证将没有压实的木塑复合板的边沿进行切除。

实施例2

为了保证在进行超声波热压焊接过程中，可以进行自动一次完成，保证其能够完全的进行热压，如图2所述超声波热压焊接装置包括支撑架5，设在在支撑架5上的操作平台6，设在操作平台6上部的热压箱7；所述的支撑架作为整个装置的基础，形成为框体或支架状，所述的操作平台6用于将经过压板后的木塑复合板放置，因此该操作平台6表面保持水平；所述热压箱7用于对木塑复合板进行超声波热压处理；

所述操作平台6的中部设有用于对木塑复合板进行运输的运输装置，且该运输装置的上表面与操作平台6的台面相平，所述运输装置的两端分别延伸到热压箱7两侧底部设有的进出口14外；

所述的运输装置对放入到操作平台6上的木塑复合板进行运输，具体时该运输装置置包括设在操作平台6下方的两组皮带轮组12，所述每一组皮带轮组12上缠绕有运输皮带13，木塑复合板搭载在两组皮带轮组12上的运输皮带13上。所述的两组皮带轮组12放置在如图1所示的操作平台内的前后两侧，同时皮带13进行平行设置，能够保证在使用时，木塑复合板能够搭载在该相互平行的皮带13上，通过皮带13从热压箱7左侧的进出口14进入，经过热压后通过热压箱7右侧的进出口中出来；所述的两组皮带轮组在使用时可以通过一个驱动装置如电机进行带动进行同步转动，或分别连接一同步电机进行同步转动，该技术属于本技术领域的公知常识，在此不再进行详细的描述；采用双皮带进行搭载的模式对木塑复合板进行运输，主要是为了方便在对木塑复合板进行热压时，能够将木塑复合板从皮带上撑起进行热压工作；

所述支撑架5内固定设有上升推动油缸11，该上升推动油缸11的伸缩端固定连接有承载超声波加热板8，且该上升推动油缸11带动承载超声波加热板8上行时，运输装置上的木塑复合板进入到该承载超声波加热板8上；所述热压箱7内的上端设有下承压油缸10，所述下承压油缸10的伸缩端上固定连接有下压超声波加热板9，且该下压超声波加热板9位于承载超声波加热板8的正上方，所述下压超声波加热板9和承载超声波加热板8分别与热压箱7顶部的超声波发生器15连接。

所述上升推动油缸和下承压油缸10都采用目前常用的液压油缸，在进行选择时可以根据其需求的承压力对其具体的型号和规则进行选择，在使用时所述的上升推动油缸11能够推动承载超声波加热板8进行上行，木塑复合板进入到承载超声波加热板8上，然后通过上升推动油缸推动继续上升，此时下承压油缸10带动下压超声波加热板9下行，下压超声波加压板9压到承载超声波加热板8上的木塑复合板上，同时下压超声波加压板9和承载超声波加热板8在超声波发生器的作用下对木塑复合板进行加热，加热后的木塑复合板中的复合料发生二次热熔，在上升推动油缸和下承压油缸作用下进行二次的抵压，使所述的木塑复合版进行二次热压，保证进行热压后的木塑复合板的内部结构更加稳定，轻度更好，同时能够使木塑复合板中的空隙更小，防水性更强。

具体的是，如图4所述承载超声波加热板8包括下超声波加热头安装板801、固定设在该超声波加热头安装板801上端的承载热导板802，所述超声波加热头安装板801的两侧设有向上延伸的翻边803；具体的是该翻边803的两端与超声波加热安装板801前后的两侧侧面之间具有一定的距离，能够保证在上升的过程中不会影响皮带的正常运转，具体是当上升推动油缸的伸缩端与超声波加热安装板801的底部固定连接，超声波加热头17采用目前常用的超声波加热头在这里不对齐结构进行详细的描述，该超声波加热头分别镶嵌在超声波加热安装板801设有的多个镶嵌孔18，通过超声波发生器提供超声波能量，该超声波加热头发生热量，并传递给承载热导板802，通过承载热导板802将热量进行均匀分布，然后传递给木塑复合板，保证能够通过超声波进行加热的同时，能够有效的对热量进行均匀分布，保证整个木塑复合板在进行加热时，能够进行均匀的受热。

如图3所述下压超声波加热板9包括上超声波加热头安装板901，所述上超声波加热头安装板901的下方固定设有下压热导板902；该下压超声波加热板的结构与承载超声波加热板8相同，保证能够与承载超声波加热板8进行相互的配合对木塑复合板进行热压工作。

进一步的，为了保证在热压的过程中，能够有效的对承载超声波加热板8进行定位固定，并且保证其在与下压超声波加热板9配合时更加的稳定，如图1和图4所述热压箱7内壁的两侧设有相互对称的固定支撑电缸16，所述支撑电缸16的伸缩端固定连接有支撑定位销，所述下超声波加热头安装板801的两侧设有与该支撑定位销配合的定位槽804。在使用时，当上升推动油缸11推动承载超声波加热板8运动到固定支撑电缸16的高度时，所述固定支撑电缸16伸长，将支撑定位销***到定位槽704中，对承载超声波加热板8进行定位，同时在下压超声波加热板进行下压时，该固定支撑电缸对承载超声波加热板8的支撑能够辅助上推动油缸工作作用，保证其承载超声波加热板8的稳定性，当完成热压后，固定支撑电缸缩回，上升推动油缸下降，当承载超声波加热板8下降到皮带之下时，木塑复合板留在皮带上，通过皮带带热压箱中。

实施例3

在实施例2的基础上，为了能够保证整个超声波热压焊接装置在使用时能够进行自动热压，如图5所述该超声波热压焊接装置还包括微处理器、设在承载超声波加热板8上用于检测木塑复合板是否落在承载超声波加热板8上的第一位移传感器、固定设在热压箱7内侧用于检测承载超声波加热板8上升位置的第二位移传感器，所述第一位移传感器和第二位移传感器与微处理器的输入端电连接，所述微处理器的输出端分别与下承压油缸10、上升推动油缸11和超声波发生器15电连接。

将运输装置将木塑复合板运输到热压箱中时，所述的第一位移传感器检测到木塑复合板位于承载超声波加热板的正上方时，将其位置信息发送给微处理器，所述微处理器给运输装置和上承压油缸发出动作指令，此时运输装置和上承压油缸接收到动作指令后，运输装置停止工作，此时上承压油缸上升，搭载在运输装置上的木塑复合板落入到承载超声波加热板8上，当第二位移传感器检测到承载超声波加热板8达到指定位置时，并向微处理发出位置信息，微处理器控制下承压油缸带动下压超声波加热板下行，此时微处理器还控制超声波发生器向超声波加热头发送超声波，当下压超声波加热板与木塑复合板的上表面接触时，所述的微处理器根据设定的时间进行倒计时，对木塑复合板进行热压，当热压的时间完成后，微处理器同时控制下承压油缸和上升推动油缸缩回，上升推动油缸带动木塑复合板下行，当木塑复合板落到运输装置上时，运输装置将木塑复合板运输出热压箱外，完成木塑复合板的热压工作，进入到下一级工作中，实现了自动化的热压工作，有效的节省了时间，提高了工作效率，节省了人力成本。

上实施例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种木塑复合材料超声波焊接方法，其特征在于，按照如下步骤：

步骤一：将混合后的复合料(3)放入到上表层(1)和下表层(2)之间，并通过压板机对该形成的上表层(1)、复合料(3)和下表层(2)形成的木塑复合板材进行压板；

步骤二：将完成压板的木塑复合板放入到超声波热压焊接装置中进行超声波热压焊接，在进行热压时压力为230N-280N,热压稳定为60℃-80℃，热压时间为30s-60s；

步骤三：将经过超声波热压焊接后的木塑复合板进行对接，并在对接的部位放入导能条，并将其相互固定压紧；

步骤四：采用超声波焊接机对导能条进行加热，使导能条与对接的木塑复合板的端部发生熔融，对相互对接的木塑复合板进行连接；

步骤五：对经过超声波焊接机焊接的木塑复合板进行表面处理，完成木塑复合板的焊接。

2.根据权利要求1所述一种木塑复合材料超声波焊接方法，其特征在于，所述复合料包括以下重量份计的原料：木粉40-60份，树脂20-30份，偶联剂1.5-4份；发泡剂1-2份，增溶剂0.5-0.7份，润滑剂0.2-0.3份。

3.根据权利要求1所述一种木塑复合材料超声波焊接方法，其特征在于，所述的上表层(1)的内侧面上设有与上表层(1)为一体的上肋条(4)，所述下表层(2)的内侧面上设有与该下表层(2)为一体的下肋条(5)，所述上肋条(4)和下肋条(5)上下相对设置。

4.根据权利要求1所述一种木塑复合材料超声波焊接方法，其特征在于，所述超声波热压焊接装置包括支撑架(5)，设在在支撑架(5)上的操作平台(6)，设在操作平台(6)上部的热压箱(7)；

所述操作平台(6)的中部设有用于对木塑复合板进行运输的运输装置，且该运输装置的上表面与操作平台(6)的台面相平，所述运输装置的两端分别延伸到热压箱(7)两侧底部设有的进出口(14)外；

所述支撑架(5)内固定设有上升推动油缸(11)，该上升推动油缸(11)的伸缩端固定连接有承载超声波加热板(8)，且该上升推动油缸(11)带动承载超声波加热板(8)上行时，运输装置上的木塑复合板进入到该承载超声波加热板(8)上；所述热压箱(7)内的上端设有下承压油缸(10)，所述下承压油缸(10)的伸缩端上固定连接有下压超声波加热板(9)，且该下压超声波加热板(9)位于承载超声波加热板(8)的正上方，所述下压超声波加热板(9)和承载超声波加热板(8)分别与热压箱(7)顶部的超声波发生器(15)连接。

5.根据权利要求4所述一种木塑复合材料超声波焊接方法，其特征在于，所述运输装置包括设在操作平台(6)下方的两组皮带轮组(12)，所述每一组皮带轮组(12)上缠绕有运输皮带(13)，木塑复合板搭载在两组皮带轮组(12)上的运输皮带(13)上。

6.根据权利要求4所述一种木塑复合材料超声波焊接方法，其特征在于，所述承载超声波加热板(8)包括下超声波加热头安装板(801)、固定设在该超声波加热头安装板(801)上端的承载热导板(802)，所述超声波加热头安装板(801)的两侧设有向上延伸的翻边(803)；

所述下压超声波加热板(9)包括上超声波加热头安装板(901)，所述上超声波加热头安装板(901)的下方固定设有下压热导板(902)；

所述下超声波加热头安装板(801)和上超声波加热头安装板(901)上均匀设有多个镶嵌孔(18)，每一个镶嵌孔(18)内固定设有超声波加热头(17)，该加热头(17)与超声波发生器(15)连接；

所述上升推动油缸(11)的伸缩端与下超声波加热头安装板(801)的底部中心位置固定连接，所述下承压油缸(10)的伸缩端与上超声波加热头安装板(901)的顶部中心位置固定连接。

7.根据权利要求6所述一种木塑复合材料超声波焊接方法，其特征在于，所述热压箱(7)内壁的两侧设有相互对称的固定支撑电缸(16)，所述支撑电缸(16)的伸缩端固定连接有支撑定位销，所述下超声波加热头安装板(801)的两侧设有与该支撑定位销配合的定位槽(804)。

8.根据权利要求6所述一种木塑复合材料超声波焊接方法，其特征在于，还包括微处理器、设在承载超声波加热板(8)上用于检测木塑复合板是否落在承载超声波加热板(8)上的第一位移传感器、固定设在热压箱(7)内侧用于检测承载超声波加热板(8)上升位置的第二位移传感器，所述第一位移传感器和第二位移传感器与微处理器的输入端电连接，所述微处理器的输出端分别与下承压油缸(10)、上升推动油缸(11)和超声波发生器(15)电连接。

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