注塑缺陷——熔接线（熔接痕）

注塑缺陷——熔接线（熔接痕）

在注塑成型过程中，熔接线是一个常见的问题，它不仅影响产品的外观，还可能降低产品的强度和可靠性。本文将深入探讨熔接线的形成原因、影响因素以及改善方法，帮助读者更好地理解和解决这一技术难题。

熟悉注塑模具的都知道，注射成型时，当不同流体前端的冷却层汇合、熔化并再度冷却时，就会出现熔接线（熔接痕、结合线）。一旦型腔中的料流分叉必定会出现熔接线。

熔接线的坏处有两方面，外观上会与产品其他表面有明显色差，严重影响产品感官；强度上比聚合物本身要差50%左右，会成为应力突破口，容易造成开裂和破损。

强度最弱的熔接线是那种熔料汇合后不再流动的类型。如果熔料汇合之后还继续流动，产生的熔接线外观和牢固程度都较好，即熔合线。

熔接线不仅影响产品外观，也会影响产品的性能。优化熔接线对提升产品整体质量有重要意义。在产品设计阶段了解熔接线可能出现的位置很关键。产品设计师应该明白，工艺人员无法改变物理定律，即熔体分叉后会产生熔接线。模流软件可以帮助确定熔接线的位置。熔接线图是一种实用的可视化工具，可帮助设计师了解熔接线可能出现的位置以及潜在的严重程度。

我们先来分析成型工艺对熔接线潜在影响。

注塑速度

如果模具排气良好，注射速度越快熔接线就越不明显。一个常见问题是，当模具排气不良时，技术员会降低注射速度，这会影响熔接线质量。如果熔接线是两股料流“撞”在一起形成的，通常会更牢固、更不明显。同样，注射时间越短，材料的黏度越趋一致，越容易通过保压压力改善熔接线。在注射过程中保持一致的黏度，将有助于**限度地减少整个型腔的压力降，从而在保压阶段实现更一致的型腔压力。

确认注射速度是否已进行了优化。应寻找措施改善排气效果，提高注射速度。排气不足并非降低注射速度的借口，调整模具排气优化工艺才是上策。

熔体温度

塑料熔体温度应保持较高水平，使熔接线处的塑料熔体紧密黏合在一起。如果熔体温度太低，熔接线会因为分子间没有足够的引力而变得脆弱。

喷泉流动描述了熔料填充模具壁时由内而外的流动模式。喷泉流动的优点是高温料流总是优先到达流动前沿，这将为熔接线补充温度较高的熔料。（见下图），接触模具型腔的两侧熔料会在行进的过程中逐渐冷却。

模流分析结果表明，填充过程中的熔体温度时高时低，关键是温度要超过一定水平，使熔接线很好地“绑定”在一起。下图是熔接线的放大图，显示了流动前沿熔接在一起而形成的凹槽。

应根据工艺表单以及材料供应商推荐的值来验证熔体温度。如果熔体温度出现偏差，请验证影响熔体温度的各种设置是否正确，它们包括:螺杆转速、背压、料筒温度、滞留时间、螺杆设计(仅在更换螺杆或模具移至其他注塑机时会发生变化)。与工艺表单对比，上述条件发生了变化都应进行必要的纠正。

保压压力

熔接线形成时应有足够的保压压力。较高的保压压力将迫使熔接线处的材料紧密结合并提供强大的黏结力。充分保压的产品，其熔接线更牢固。

根据工艺表单来验证保压压力，同时要考虑到必要的增强比。如果熔接线存在不够牢固的缺陷，可尝试增加保压压力，然后检查缺陷是否得到改善。

模具温度

较高模具温度有助于形成更牢固的熔接线。模具温度较高时，补缩的塑料更容易结合，并且熔接线也更不明显。高模温可使熔接线处的分子链缠结得更紧密。

提高模具温度可以改善熔接线外观和强度。如果存在熔接线问题，应尝试在较高模具温度下进行试模。

市场上有多种快速模具加热系统可以提供很高的模具温度。该技术可以从表面上消除熔接线并增加熔接线的强度。如果熔接线是关键性缺陷，快速模具加热技术可能是**的解决方案。

下面说说影响熔接线的模具因素

排气

排气是形成不良熔接线的主要因素之一。当两股塑料熔体流动前沿相遇时，流动前沿附近的气体必须及时排出，才能形成高质量的熔接线。如果气体被困在两股塑料熔体的流动前沿之间，熔接线强度就会降低，且看上去会很明显。气体充当了流动前沿的缓冲器，并破坏了材料黏合在一起的牢固程度。

排气不良无疑也会加重熔接线的外观缺陷。在某些情况下，看似流痕的缺陷贯穿整个产品。短射测试会显示这些线条实际上是部分熔体前沿滞流而成的熔合线。这种缺陷在起始阶段看似轻度偏斜的流动前沿。短射试验是非常重要的缺陷分析工具，有助于我们识别很多缺陷的演变过程。当一部分料流沿圆角流动，而其余部分在均匀壁厚内流动时，就会出现迟滞现象。

排气不良是最常见的模具缺陷之一，但人们往往会用工艺去迁就它。很多案例已为“无法再增加排气槽”的托辞证伪，而实际增加排气槽后，缺陷往往得以解决。正确排气不会导致模具产生飞边。排气槽既要有深度更要有宽度。下图显示了即将形成的熔接线:必须对该区域进行排气，这样才能形成牢固的熔接线。解决熔接线问题时，**从检查排气开始。应确保模具清洁并且所有排气槽已打开。如果模具设有其他排气方式，例如烧结金属排气镶件，应确保它们工作正常。否则，应更换镶件解决缺陷问题。

模具型腔

熔体前沿在产品细微结构(如镶针或嵌件)周围分叉时，就会形成熔接线。

而壁厚对流动前沿的影响往往被忽略。薄壁区域会造成部分熔体前沿停滞，导致流动前沿再次结合时出现熔接线或熔合线。因此在设计塑料产品时，保持均匀壁厚是首要原则，壁厚不均也是造成熔接线的背后原因之一。

如果熔接线发生在一个不合理的区域，应检查短射产品的流动前沿是否存在滞流。计算机模流分析可以帮助识别这类产品设计中的缺陷。有时，无意加厚了某个区域的壁厚反而会导致熔接线的出现。

浇口位置

浇口位置和浇口数量都会影响熔接线的产生。如果一个产品有多个浇口，产品在每个流动前沿之间会形成熔接线(除非采用顺序阀进胶)。设计浇口时应留意熔接线出现的概率和位置，模流分析软件可以预测所有潜在熔接线的形成位置。

在模具设计过程中，可以通过调节浇口位置使型芯形成的熔接线出现在非关键性的位置。应尽可能减轻熔接线位置产生的影响。正确理解客户对熔接线的外观、位置和强度的期望非常关键。

顺序阀针浇口可用于一个产品上需要多个浇口的情况，其流动前沿不会形成可见熔接线。顺序阀针浇口是指打开初始浇口进行填充，同时保持下游浇口关闭，直到流动前沿到达时才打开。这避免了因多个浇口同时填充而形成的流动前沿熔接线。

接下来说说注塑机对熔接线的潜在影响。

锁模力

模具排气对于改善熔接线极其重要。如果模具的锁模力过大，那么排气槽有可能会被压扁，从而导致排气不足。

应确定锁模力设置正确。一台注塑机的锁模力为500吨，并不表示它适合每副在此机台上运行的模具。有时，根据注塑机产能、注射量、顶出行程或开模行程的匹配度安排的注塑机吨位可能偏大。此时，应首先确认是否应该降低锁模力。如果工艺定义的锁模力小于注塑机的**锁模力，应确保生产时的锁模力大小合适。

要检查注塑机锁模力是否过大，可降低锁模力设置或调高屈臂的模具厚度设置。如果熔接线看起来有所改善，说明更充分的排气会改善熔接线状况。如果减少锁模力生产出了合格产品，那么应继续以较小锁模力进行生产，否则必须寻求改善模具排气的方法。

保压切换

保压切换是指从注射阶段的速度控制转变为保压阶段的压力控制。如果这种切换不干脆，那么出现的延迟会导致流动前沿停滞，产生的熔接线比正常情况更脆弱。尽管这个点经常被忽视，但它对于如何保证形成高质量的熔接线却非常重要。

注塑机性能

如果注塑机无法达到所需的设定值，那么熔接线将成为棘手的问题。

最后来说说注塑材料对熔接线的潜在影响。

填充剂

塑料中所含的填充剂是无法越过熔接线界面到达另一侧的。通常，含有填充剂的材料熔接线会更明显。熔接线处的塑料通常含有较少的填充剂，这又会导致熔接线处的外观和周围不同(见下)。注意在图中，熔接线处的玻纤取向有所变化，而且玻纤含量有所减少。

在塑料填充型腔时，某些填充剂会取向排布。这种取向会改变熔接线方向，从而导致更明显的熔接线。

无填充剂材料产生的熔接线较轻。如果添加了填充剂熔接线就会变得更明显。有时，解决不良熔接线的方案是将它们转变为熔合线，转变可以通过增加溢料槽来实现，这样熔接后的材料会一起继续流动。

黏度

黏度较低的材料熔接线更容易熔合在一起，塑料分子在熔接线处会互相缠结。黏度较低的材料填充型腔更轻松，并且型腔中的压力传递性更好。而熔体流动指数较高的材料产生的熔接线质量较好。提高熔体流动指数通常意味着降低物理性能。应确保任何材料变更都经过客户验证并通过有关测试。

使用吸湿性材料时，要注意水分引起的黏度变化。含水率的变化会导致黏度的变化，从而影响熔接线的形成过程。

话说回来，我们可以通过调整注射成型工艺、确认注塑机参数、修改模具以及变更塑料零件设计和材料来改善前述熔接线问题。相比于熔接线，我们更希望是追求熔合线。当两股熔融聚合物流体前端的汇合角度大于135°时，就会产生熔合线。下图给出了熔合线的形成过程。

a)流动的熔体前端绕过金属杆(用于成型零件的孔)
b)在金属杆后方，熔体前端汇合，其夹角a<135°，形成典型的熔接线
c)调整注射压力后，聚合物分子的移动方向和熔体流动方向垂直
d)在注射成型的保压阶段，熔合线形成与熔接线相比，熔合线的强度和外观都更好。

用熔合线完全取代熔接线具有一定的挑战性。但是，通过改变聚合物的注射位置(即浇口位置)或修改壁厚以调整不同流体的填充时间，有可能实现这个目的。在修模之前我们需要通过模流分析来进行初步的佐证方案（对产品外观质量要求较高的公司在开模初期就要确认模具厂是否有自己的模流分析师，且他们的分析能力是可靠的），也需要通过记录并检查注射成型工艺参数和模具修改记录来实现。其他方法包括提高聚合物熔化温度和模具温度，使得熔体前端可以更好地熔合。优化模具流道也有助于实现完全的熔合线。

本文原文来自h-ppp.com