第 47 章：熔接线（Weld line）

Steve Brammer，Randy Kerkstra，GEMINI & CHATGPT

47.1  定义

当塑料在模具里流经障碍物时，料流分开，在某个位置料流会汇合在一起，形成熔接线。如果料流在汇合后还继续 一起往前流，那就变成熔合线。塑料在模具里，只要有汇合，总是会有熔接线。图 47.1 是熔接线的典型图片。

也称作：结合线

错误的分类：划伤，流痕，开裂

47.2  熔接线问题的可能原因4M 表

注塑工艺	模具	机器
射出速度	排气	锁模力	填充物类型和比例
料温	壁厚	转压切换	粘度
保压压力	浇口位置	机器性能
模温

47.3  熔接线的问题解决

熔接线会是外观缺陷，也会影响注塑产品的机械性能，优化熔接线是提升产品整体质量的重要组成部分。在产品的 设计阶段，大家就要知道，熔接线会在什么位置出现；设计人员要理解，工艺人员没办法违反物理法则，塑料只要 有汇合，就一定会有熔接线。使用模流分析软件，可以帮助确认熔接线的位置（图 47.2）。模流分析的熔接线图示， 是很好的可视化工具，让设计师知道熔接线会出现的位置和可能的严重程度。

强度最差的熔接线，是塑料交汇后就停止流动，不再往前充填。如果塑料交汇后，还会继续往前流动，那生成的叫 熔合线，外观和强度会好的多。

47.3.1  注塑工艺参数对熔接线的影响

一些会影响到熔接线的工艺参数有：

  射出速度   料温  保压压力   模温

47.3.1.1  注塑工艺参数：射出速度

通常情况下，如果模具排气良好的话，射出速度快，可以改善熔接线。常见的问题是，模具排气出了问题，技术人 员故意放慢了射出速度，这会影响熔接线的质量。如果形成熔接线的料流，会“猛烈”的撞击，那熔接线会更加不 明显，强度更高。

而且射出速度快的话，塑料会维持更稳定的粘度，可以更好的用保压压力来改善熔接线的质量。在射出阶段维持塑 料粘度的稳定，可以帮助降低模腔压力损失，这样在保缩阶段，模腔压力的分布会更均衡。

确认射出速度是否得到优化。查看有无可能改善模具的排气，以便使用更高的射出速度。排气不良不是降低射出速 度的理由，应该改善模具，让注塑工艺可以更进一步优化。

47.3.1.2  注塑工艺参数：料温

塑料的温度要足够高，让料流汇合时，会形成相互的融合。如果料温太低，熔接线的强度会很弱，因为分子链之间 没有形成缠绕交联。

喷泉流动，是描述塑料在模具里充填的流动形态。喷泉流动的好处是，在流动的前端，总是会有高温的塑料从料流 的中心部位流出，这保证了形成熔接线的是足够热的塑料。模流分析显示，在有的工艺条件下，塑料流动前端的温 度会升高；而有的工艺条件下，流动前端的温度会下降。在改善熔接线时，重要的是要能提供足够的料温，让形成 结合线的料流是很好的“粘”在一起的。图 47.3 是熔接线放大后的照片，显示料流熔接的位置，形成一个波谷。

对比标准工艺参数和原料供应商的推荐料温，确认实际料温是否正确。如果实际料温偏低，检查以下会影响实际料 温的参数设定：

  储料螺杆转速   背压  炮筒温度  螺杆设计（如果有更换机器或更换螺杆的情况下）

对比标准工艺参数，上面的任一参数条件是否正确。

47.3.1.3  注塑工艺参数：保压压力

在熔接线的位置，有足够的模腔压力很重要。保压压力会强迫熔接线两端的塑料，相互缠绕，形成强度更高的熔接 线。保缩良好的产品，会有更强壮的熔接线。

对比标准工艺参数确认保压压力是否正确。如果熔接线强度偏弱的话，可以试着增加保压压力，然后检查产品有无改善。

47.3.1.4  注塑工艺参数：模温

通常是模温越高，形成的熔接线更好。模具的温度越高，塑料的压力更容易的作用在熔接线处，熔接线也会变得更 轻微。使用更高的模温，可以让塑料的分子链，在熔接线的位置有更多的缠绕。

增加模具温度，会改善熔接线的外观和强度。如果要改善熔接线，可以试着增加模具温度。

在市场上，有模具快速加热的系统（急冷急热），可以保证更高的模具温度。这个技术可以很好的消除熔接线（目视看不到），以及改善熔接线的强度。如果产品对熔接线的要求非常高，投资导入急冷急热系统，可能是最好的解 决方案。

47.3.2  模具对熔接线的影响

模具方面对熔接线影响最大的有：  

 排气  壁厚  浇口位置

47.3.2.1  模具：排气

排气是熔接线问题的最大嫌疑。当两股料流交汇时，料流前部的气体必须要能排出，才可以形成高质量的熔接线。 如果气体被困在料流前端，那熔接线会更明显，强度更弱。气体会像缓冲垫那样，妨碍料流相互粘合。

即使形成的是熔合线，排气不良也会造成外观缺陷。有的产品上会形成很长的流痕，使用短射分析，可以看到流痕 实际上是熔合线—-融合前端形成滞流；这个缺陷的形成处，有时可以看到扭曲的流动前端。短射分析，是问题解决 的重要工具，可以帮助确认很多缺陷的形成机理。

模具排气问题，是最常见的人们会用工艺参数来弥补的模具缺陷。很多的场合，“没办法再增加排气了”，结果证明 是错误的，增加排气以后问题就解决了。排气开设的正确的话，不会产生飞边问题！记住排气不光有深度的要求， 还有宽度的要求。图 47.4 展示熔接线快要形成的料流：这个位置一定要有很好的排气，这样才能得到高质量的熔接线。

在处理熔接线问题时，最先应该考虑的是，评估模具的排气。确保模面是干净的、所有的排气都是正常开放的。如 果模具有其他的排气方法，比如烧结金属镶件，要确保烧结金属是能有效工作的。

更多的排气内容，请参考第 7 章。

47.3.2.2  模具：壁厚

大家都知道，料流遇到模芯、镶件等会分开，然后形成熔接线。但是产品壁厚对塑料流动前端的影响常常被忽视。 模具的薄壁区域可能会形成滞流，等料流从厚壁区域重新包围过来，就会形成熔接线或熔合线。这也是为什么产品 的首要设计原则，是要保证产品壁厚的均匀，其中的原因之一。

如果在薄壁的区域形成熔接线或熔合线，进行短射分析并没有什么意义。在产品的设计阶段，模流分析就可以帮助 确定这些问题。有的时候，产品的局部壁厚，并不是有意要增加的，结果却导致了熔接线或熔合线的产生。

47.3.2.3  模具：浇口位置

浇口的位置和数量，都会影响熔接线。如果产品是多个浇口进胶的，各个浇口的流动前端交汇就会形成熔接线（除非是使用顺序针阀浇口）。在设计浇口的时候，一定不要忘记了熔接线问题，模流分析软件，可以帮助预测所有可 能的熔接线位置。

在模具设计的阶段，有可能通过更改进胶的位置，让形成的熔接线在产品的不重要位置。所以在模具的设计阶段， 检讨能否变更熔接线的位置；重要的是，要充分了解，客户对熔接线位置、外观、强度的期望。

产品上有多个浇口时，顺序针阀可以用来避免浇口之间形成的熔接线。顺序针阀浇口，是先打开一个浇口，在塑料 流到下一个浇口的位置时，再打开下一个浇口。这就避免了多个浇口同时进胶会形成的熔接线。

47.3.3  机器问题对熔接线的影响

潜在的会影响熔接线的机器因素有：

   锁模力  转压切换  机器性能

47.3.3.1  机器：锁模力

像上面说的那样，排气是高质量熔接线的最关键因素。如果使用的锁模力过大，那排气槽很可能会压塌。过大的锁 模力实际上会使钢材变形，导致排气不足。

检查锁模力的设定，确认锁模力是否正确。不是说机器是 500 吨的，就是每付模具用 500 吨的锁模力是合适的。有 时因为产能问题、射胶量不足、顶出行程、开模行程等，小模具会安排在大机器上。当小模具安排在大机器上时， 要评估是否用小的锁模力。如果工艺参数是用小锁模力开发的，确保使用的是小的锁模力。

要确认是不是锁模力过大的问题，可以降低锁模力，检查熔接线有无改善；如果降低锁模力可以改善熔接线，那也 很好的说明，增加排气可以改善熔接线。如果降低锁模力可以生产出合格外观的产品，要么可以继续用小锁模力生 产，要么想办法改善模具的排气。

47.3.3.2  机器：转压切换

如果机器的转压切换不是以快速而准确的方式实现，那流动前端可能会形成滞流；当流动前端形成滞流时，形成的 熔接线就变得更弱。这个因素经常被忽视，但是要保证熔接线有高的质量，这会是关键的一步。

转压切换的具体信息请参考第 8 章。

47.3.3.3  机器：机器性能

如果机器不能实现我们设定的要求，那熔接线的改善会变得非常困难。 具体参考第 8 章。

47.3.4  原料对熔接线的影响

潜在的原料影响有：

  填充物类型和比例   粘度

47.3.4.1  原料：填充物类型和比例

塑料里的填充物，不会跨过熔接线的界面。因为这个问题，有填充物的材料，熔接线往往更明显。塑料在熔接线的 位置，通常会有更少的填充物在那里，这也导致熔接线处的外观和其他位置不同（图 47.5）。图中可以看到，玻纤 的取向在熔接线位置是怎样改变的，以及玻纤数量的减少。

很多填充物会在塑料充填时形成取向。这个取向在熔接线的位置会改变方向，导致熔接线看上去很明显。

没有填充的纯塑料，会有最好状态的熔接线，；增加填充物的比例，会使熔接线更显眼。有时，要让熔接线不那么 讨厌的话，是让它变成熔合线，这个可以通过增加溢流槽来实现，让塑料汇合后继续往前流动。

案例分析：金属粉填充的塑料

这个案例里，产品是 ABS 材料生产的，材料里添加有小金属片来实现亮光的效果。金属片会沿着塑料流动的方向取 向，这导致当塑料流动方向发生变化时，产品的外观也发生变化。另一个大问题的是，只要有熔接线的地方，金属片会从流动方向取向变成垂直于流动方向取向。金属片在熔接线位置的取向方向的改变，导致熔接线非常显眼，而且在熔接线位置形成几乎没有金属闪光效果的纯树脂外观，形成外观缺陷。图 47.6 是熔接线的放大照片。

最终这种问题是没办法完全解决的。测试使用另一种长径比接近于 1:1 的小金属片，这可以有一定程度上的改善。

金属片会产生让人抓狂的熔接线，如果想要使用金属效果的塑料，在做出决定之前，确保每个人都看过熔接线的实际效果。

47.3.4.2  原料：粘度

低粘度的塑料，能更好的让料流熔接在一起，熔接线两端的塑料分子链产生缠绕。塑料粘度低，也可以更容易的充 填，更好的把机器的压力传递到模腔里。高熔融指数的塑料或者会生成处外观更漂亮的熔接线。但是要记住，同样 类型的塑料，熔融指数越高，通常意味着机械性能的下降（原料本身）。在做出变更原料的决定前，确保已经做过 了充分的验证和实验，并取得客户的许可。

如果生产的是吸湿性的塑料，注意含水率变化带来的粘度变化。吸湿性塑料含水率的变化会引起粘度的变化，从而 对熔接线的形成产生影响。