什么是塑料焊接技術(shù)?常用塑料焊接技術(shù)介紹
塑料網(wǎng)訊一件塑料成品可能由多種材料或部件制成要將各部件結(jié)合起來(lái)可使用機(jī)械固定件粘合劑及焊接工藝加工三種接合方式中以焊接工藝的效果最佳而且焊接形式多樣可根據(jù)不同材料尺寸用途而使用不同的焊接工藝
機(jī)械固定件粘合劑和焊接工藝均可將兩種工程塑料接合機(jī)械固定件可快速將兩種部件連接但接縫的防漏功能較差局部應(yīng)力也會(huì)使聚合物材料之間脫離
粘合劑可提供良好的特性形成防漏功能優(yōu)良的接縫可是粘合劑處理難度較大固化速度慢同時(shí)采用粘合劑粘合時(shí)接縫準(zhǔn)備和表面清潔度要求較高
焊接可產(chǎn)生粘合穩(wěn)固的接縫其機(jī)械特性接近于母體材料塑料焊接僅限于熱塑性聚合物原因在于熱塑性材料可通過(guò)加熱而軟化熱固性聚合物在硬化之后無(wú)法通過(guò)加熱而軟化與金屬相比熱塑性聚合物焊接所需的熱量較少
塑料焊接工藝可分為兩類(lèi)
A）機(jī)械移動(dòng)式焊接工藝超聲焊接摩擦焊接和振動(dòng)焊接
B）外部加熱式焊接工藝熱板焊接熱氣焊接和植入焊接
超聲波焊接
超聲焊接法通過(guò)機(jī)械高頻振動(dòng)而形成接縫待裝配的部件加壓夾持于振蕩焊頭和固定焊頭之間然后與接觸面呈直角接受頻率為20～40KHz的超聲振動(dòng)交替式高頻應(yīng)力在接縫界面處產(chǎn)生熱量從而形成優(yōu)質(zhì)的焊接用于這一工藝的工具十分昂貴因此適宜在生產(chǎn)量較大時(shí)采用
此焊接法僅適用于焊接長(zhǎng)度不超過(guò)數(shù)厘米的小型部件應(yīng)用領(lǐng)域包括在多頭機(jī)上焊接醫(yī)療器材所用的閥門(mén)和篩檢程序盒體汽車(chē)部件吸塵器外殼等
摩擦焊接
熱塑性塑料摩擦焊接（也稱(chēng)為旋轉(zhuǎn)焊接）與金屬焊接的原理相同在這種焊接工藝中將一片基材固定另一片基材以受控的角速度旋轉(zhuǎn)當(dāng)部件壓合在一起時(shí)摩擦熱導(dǎo)致聚合物熔融冷卻后即形成焊接主要焊接參數(shù)包括旋轉(zhuǎn)速度摩擦壓力鍛壓壓力焊接時(shí)間和熔化長(zhǎng)度
摩擦焊接能產(chǎn)生優(yōu)良的焊接質(zhì)量焊接工藝簡(jiǎn)單重復(fù)性強(qiáng)但也由于其工藝簡(jiǎn)單所以僅適合于至少有一個(gè)部件是圓形且不需要角度對(duì)齊的應(yīng)用領(lǐng)域
振動(dòng)焊接
振動(dòng)焊接也稱(chēng)為線性摩擦焊接兩件熱塑性部件在適當(dāng)?shù)膲毫?span id="61thnkq" class="myIcon">頻率和振幅下相互摩擦直到產(chǎn)生足夠的熱量使聚合物熔融為止振動(dòng)停止后部件彼此對(duì)齊熔化的聚合物固化后形成焊接振動(dòng)焊接類(lèi)似于旋轉(zhuǎn)焊接區(qū)別在于運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)而非旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)這一焊接法十分快速振動(dòng)頻率一般為100～240Hz振幅為1毫米～5毫米
此焊接工藝的主要優(yōu)點(diǎn)在于能高速焊接大型復(fù)雜線性部件其它優(yōu)點(diǎn)還包括能同時(shí)焊接多個(gè)部件焊接工具簡(jiǎn)單幾乎能焊接所有熱塑性材料包括注塑部件擠塑部件吹塑部件熱成型部件發(fā)泡部件和沖壓部件主要用于汽車(chē)和家用電器行業(yè)
Dukane推出的兩款振動(dòng)焊接設(shè)備VWB3500（965mm×455mm）及VWB3700（1320mm×610mm）適用于焊接以玻璃充填及高效性塑料制成的汽車(chē)家電及醫(yī)療設(shè)備部件電磁振動(dòng)頭特別耐用由于沒(méi)有支承面因此無(wú)須潤(rùn)滑焊接頭經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)可容納高頻的重型工具所以焊接時(shí)間較短
線性換能器可由控制器編程確保升降臺(tái)保持的精準(zhǔn)高度減速點(diǎn)焊接開(kāi)始時(shí)間及距離設(shè)定快速利用自動(dòng)調(diào)校功能可自動(dòng)找出焊接頭的共振頻率其它標(biāo)準(zhǔn)特色還包括距離焊接時(shí)間焊接可編程振幅多重設(shè)定及三級(jí)密碼保護(hù)
振動(dòng)焊接尤其適合熱塑性材料包括無(wú)定形樹(shù)脂如ABS/PCPVCPMMA及PES半結(jié)晶樹(shù)脂如HDPEPAPPTPODukane的焊接機(jī)可接合汽車(chē)部件例如進(jìn)氣歧管儀表板尾燈及保險(xiǎn)杠等航空用途如HVAC管內(nèi)飾燈及儲(chǔ)存箱家電則有洗碗機(jī)的泵及噴水臂洗滌劑的噴灑器及吸塵機(jī)外殼
熱板焊接
對(duì)于塑料接合來(lái)說(shuō)熱板焊接是最簡(jiǎn)單的批量生產(chǎn)技術(shù)高溫?zé)岚鍔A于待接縫的表面之間直到軟化為止此時(shí)將熱板抽出兩表面在受控壓力之下貼合保持一段特定的時(shí)間后合在一起然后讓熔融表面冷卻形成焊接焊接工具或加熱組件配有內(nèi)置電熱器以避免塑料粘連于焊接工具上
溫度一般介于180℃～230℃之間具體根據(jù)待焊接材料的厚度和類(lèi)型而定這種焊接方法常用于焊接供氣供水污水排水塑料管及化工行業(yè)所用塑料管的端頭將加油管和接頭焊接于汽車(chē)用吹塑油箱上
多種日常用品都采用這一焊接工藝例如吸塵器外殼洗衣機(jī)和洗碗機(jī)部件制動(dòng)液油箱后燈指示燈等汽車(chē)部件熱板焊接法的弊端在于焊接速度較慢小型件焊接時(shí)間一般為10秒～20秒大型管焊接時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30分鐘
熱氣焊接
熱氣焊接法與氧炔金屬焊接法相似唯一的區(qū)別在于氧炔焊所用的明火由熱氣流代替壓縮空氣氮?dú)?span id="84vsxtm" class="myIcon">氫氣氧氣或二氧化碳通過(guò)焊槍時(shí)由電熱盤(pán)管加熱
熱氣焊接法是一種熱塑性材料的組裝制作工藝這一焊接法源于20世紀(jì)中期利用加熱的氣流（通常為空氣）將熱塑性塑料基材和熱塑性塑料焊條加熱和熔化基材和焊條熔融后形成焊縫為確保有效焊接必須在焊條上施加適當(dāng)?shù)臏囟群蛪毫?span id="4v66afk" class="myIcon">還應(yīng)確保合適的焊接速度和焊槍位置
主要用途包括化學(xué)品存儲(chǔ)容器通風(fēng)管道和汽車(chē)保險(xiǎn)杠等注塑件維修等氮?dú)庥糜谘鯕饷舾械牟牧?span id="64clrqe" class="myIcon">如聚乙烯氧氣則形成更高的焊接強(qiáng)度壓縮空氣能確保較好的效果成本低廉因此在熱氣焊接中廣泛常用
可焊接的塑料包括PVC聚乙烯聚碳酸酯和尼龍這一焊接方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于能焊接大型復(fù)雜的部件但是焊接速度慢焊接質(zhì)量完全依賴于焊工的技能
植入焊接
在植入焊接中首先將金屬嵌件夾在待接縫的部件之間然后通過(guò)感應(yīng)或電阻方式加熱采用電阻焊接時(shí)要求沿接縫放置電線將電流傳導(dǎo)到植入件中采用感應(yīng)焊接時(shí)則不需要這種方式熱塑性塑料沿植入件周?chē)廴?span id="laqfccz" class="myIcon">圍繞其周邊流動(dòng)形成焊縫植入焊接法已用于焊接大型部件等的復(fù)雜接縫包括汽車(chē)保險(xiǎn)杠電動(dòng)汽車(chē)和游艇船殼
激光焊接
激光焊接適合于將片材薄膜和成型熱塑性塑料焊接
｜焊接時(shí)激光光束將塑料熔融于接縫區(qū)激光機(jī)發(fā)出強(qiáng)烈的輻射光束（通常位于電磁光譜的紅外線區(qū)）集中于待接縫的材料表面這樣就在分子中產(chǎn)生了共振頻率令周邊材料溫度升高
激光焊接是一種大批量生產(chǎn)工藝其優(yōu)點(diǎn)在于不產(chǎn)生振動(dòng)可將弧光灼傷降低到最低限度其它優(yōu)勢(shì)包括光束強(qiáng)度可控可盡量避免部件變形或受損激光光束集中便于接縫準(zhǔn)確成型這種工藝屬非接觸式工藝既清潔又衛(wèi)生激光焊接適用于單次焊接及連續(xù)焊接不過(guò)待焊接材料必須夾緊焊接速度根據(jù)聚合物吸收率而定
激光焊接是一種可行的解決方案能代替?zhèn)鹘y(tǒng)型焊接方法近年來(lái)激光焊接技術(shù)甚至可焊接透明材料隨著噴墨和桌面噴灑系統(tǒng)等生產(chǎn)工藝的進(jìn)步激光焊接已成為小批量生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)領(lǐng)域的備選方案
在激光焊接過(guò)程中部件會(huì)吸收電磁能將其轉(zhuǎn)化成熱能但塑料并不吸收近紅外線（NIR）光因此NIR一般從塑料中直接通過(guò)以前聚合物激光焊接最常用的方法是在整個(gè)底部基材上噴灑碳黑碳黑能吸收靠近界面的光生成足夠的熱量以形成焊縫遺憾的是這一方法會(huì)影響塑料的透明性
