塑料焊接有哪些焊接方式（三）

塑料具有重量輕、抗沖擊性好、透明性好、絕緣性好、成型性好、著色性好、加工成本低等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、汽車和日用產(chǎn)品中。塑料零件的最終性能主要取決于塑料零件之間的連接方式。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的研究和實(shí)踐，科學(xué)家和相關(guān)工程技術(shù)人員開(kāi)發(fā)了許多不同的塑料連接方式。本文簡(jiǎn)要介紹了這些塑料連接技術(shù)，希望能為相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)師選擇塑料連接方式提供參考。

13、旋轉(zhuǎn)焊接

旋轉(zhuǎn)摩擦塑料焊接機(jī)一般用于焊接兩個(gè)圓形熱塑性塑料工件。焊接時(shí)，一個(gè)工件固定在底模上，另一個(gè)工件在固定工件表面自轉(zhuǎn)。因?yàn)閮蓚€(gè)工件都有一定的壓力作用，所以兩個(gè)工件之間摩擦產(chǎn)生的熱量可以熔化兩個(gè)工件的接觸面，形成一個(gè)封閉的組合。其中，定位旋轉(zhuǎn)是在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)旋轉(zhuǎn)，瞬間停止在設(shè)定的位置，成為永久的熔化。

14、熱板熔接

熱板焊接是指將兩個(gè)要連接的塑料零件的邊緣放在恒溫器控制的熱板上加熱，直到表面熔化，然后用較小的壓力將軟化的兩個(gè)表面壓在一起，實(shí)現(xiàn)塑料零件的連接，如圖所示。此外，還有一種常見(jiàn)的熱板熱合技術(shù)。首先，將兩個(gè)需要連接的零件疊放在一起，熱合板通過(guò)電熱管加熱，熱合板降低到兩個(gè)零件的上部零件，同時(shí)對(duì)熱合板施加一定的壓力。熱合板熔化兩個(gè)零件的接觸區(qū)域，然后固化連接在一起。該技術(shù)主要用于高分子樹(shù)脂薄膜材料與塑料零件的密封連接。

15、熱氣體焊接

熱氣焊接有三種方法:點(diǎn)焊、永久熱氣焊和擠壓焊。它們的基本原理是一樣的。電熱絲產(chǎn)生的熱量由電機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)帶走，從而獲得流動(dòng)的熱空氣，使焊接的兩個(gè)塑料零件在熔化狀態(tài)下與焊條加熱粘接，從而達(dá)到焊接的目的。其中，點(diǎn)焊用于永久焊接前將所有零件固定在一起。點(diǎn)焊是臨時(shí)焊接材料，無(wú)需焊條即可完成，需要使用點(diǎn)焊嘴。

永久焊接應(yīng)使用與焊接零件材料相同的焊條。焊接嘴在焊接區(qū)域以扇形來(lái)回快速移動(dòng)，通常用熱滾筒壓在一起，直到V型槽和焊條軟化到可以焊接。擠壓焊接是指以顆粒的形式從漏斗進(jìn)給或以圓筒上的焊條的形式進(jìn)給，然后從電機(jī)驅(qū)動(dòng)的單螺桿熔室中擠出，用電熱圈或熱氣加熱，用連接在擠出機(jī)上的熱氣預(yù)熱器加熱結(jié)合面，最后將樹(shù)脂和焊接零件熔化連接在一起。

16、超聲波焊接

超聲焊接是通過(guò)超聲發(fā)生器將50/60Hz電流轉(zhuǎn)換成15、20、30或40KHz電能。經(jīng)轉(zhuǎn)換后的高頻電能被送入換能器，再次轉(zhuǎn)換為相同頻率的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，然后通過(guò)一組可調(diào)變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊接處將接收振動(dòng)能量并將其傳遞至工件結(jié)合部。在這個(gè)區(qū)域，振動(dòng)能量通過(guò)摩擦轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致兩種塑料的接觸面迅速熔化，加上一定的壓力，使其融為一體。當(dāng)超聲波停止時(shí)，壓力會(huì)繼續(xù)作用幾秒鐘，使物質(zhì)凝固、成型，并形成牢固的分子鏈，從而實(shí)現(xiàn)初期的焊接強(qiáng)度和薄膜強(qiáng)度。

超聲波焊接系統(tǒng)的關(guān)鍵部件包括超聲波發(fā)生器、轉(zhuǎn)換器/振幅調(diào)節(jié)器/焊頭、模具以及機(jī)架。超聲波塑料焊接機(jī)的質(zhì)量取決于換能器焊頭的振幅、加壓和焊接時(shí)間。焊接時(shí)間和焊頭壓力可以調(diào)節(jié)，振幅由換能器和變幅桿決定。

17、振動(dòng)焊接

振動(dòng)焊接工藝有六個(gè)工藝參數(shù):焊接時(shí)間、保壓時(shí)間、焊接壓力、振幅、頻率和電壓。振動(dòng)焊接分為線性振動(dòng)焊接、軌道振動(dòng)焊接和角度振動(dòng)焊接。

線性振動(dòng)摩擦焊接機(jī)利用兩個(gè)待焊工件接觸面產(chǎn)生的摩擦熱能進(jìn)行塑料熔化。熱能來(lái)自一定的壓力，一個(gè)工件在另一個(gè)表面以一定的位移或振幅往復(fù)移動(dòng)。一旦達(dá)到預(yù)期的焊接水平，振動(dòng)就會(huì)停止，兩個(gè)工件上還是會(huì)施加一定的壓力，冷卻固化剛焊接好的部分，形成緊密的結(jié)合。

軌道振動(dòng)摩擦焊接是一種利用摩擦熱能焊接的方法。軌道振動(dòng)摩擦焊接時(shí)，上部工件以固定的速度進(jìn)行軌道運(yùn)動(dòng)??向各個(gè)方向的圓周運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)可以產(chǎn)生熱能，使兩個(gè)塑料零件的焊接部分達(dá)到熔點(diǎn)。一旦塑料開(kāi)始熔化，運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止，兩個(gè)工件的焊接部分會(huì)凝固牢固地連接在一起。夾緊力小會(huì)導(dǎo)致工件變形最小，直徑小于10英寸的工件可以用軌道振動(dòng)摩擦焊接。

角振焊是指工件圍繞一個(gè)支點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，目前商業(yè)化生產(chǎn)的角振焊機(jī)很少出現(xiàn)。

18、激光焊接

塑料激光焊接技術(shù)利用激光束造成的高溫熔化接觸部分塑料，并將熱塑性薄片、薄膜或塑料零件相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)粘接。該技術(shù)最初出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，但因成本高昂，無(wú)法與早期塑料粘接技術(shù)如振動(dòng)焊接和熱板焊接競(jìng)爭(zhēng)。然而，自20世紀(jì)90年代中期以來(lái)，由于激光焊接技術(shù)所需的設(shè)備成本降低，該技術(shù)逐漸受到人們的廣泛歡迎。

當(dāng)粘接的塑料零件是非常精密的材料(如電子零件)或要求無(wú)菌環(huán)境(如醫(yī)療器械和食品包裝)時(shí)，激光焊接技術(shù)可以發(fā)揮很大的作用。激光焊接技術(shù)速度快，特別適合汽車塑料零件的裝配線加工。此外，激光焊接技術(shù)可用于復(fù)雜的幾何體，這些幾何體很難用其他焊接方法粘接。

激光焊接的主要優(yōu)點(diǎn)是焊接設(shè)備不需要與粘接的塑料零件接觸；速度快；設(shè)備自動(dòng)化程度高，便于加工復(fù)雜的塑料零件；沒(méi)有飛邊；焊接牢固；可獲得高精度焊接零件；無(wú)振動(dòng)技術(shù)；能產(chǎn)生氣密性或真空密封結(jié)構(gòu)；最小化熱損壞和熱變形；不同組成或顏色的樹(shù)脂可以粘結(jié)在一起。

19、熱金屬絲焊接

熱金屬絲焊又稱電阻焊，利用金屬絲在連接的兩個(gè)塑料件之間傳遞熱量，使塑料件表面熔化，并施加一定的壓力，使其連接在一起。

將金屬絲放在連接部件的一個(gè)表面。當(dāng)電流通過(guò)金屬絲時(shí)，金屬絲會(huì)被他的電阻加熱，并將熱量傳遞給塑料零件。焊接后，金屬絲仍然留在塑料制品中，焊接后將伸出連接處以外的部分切斷。一般會(huì)在零件上設(shè)計(jì)凹槽或其他定位結(jié)構(gòu)，以確保金屬絲處于合適的位置。