傳統(tǒng)塑料焊接有哪些方法？

隨著新材料加工技術(shù)的發(fā)展，塑料制品以其質(zhì)輕、耐腐蝕、絕緣性好、成型性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，已大量取代金屬、陶瓷等傳統(tǒng)材料。塑件連接工藝的質(zhì)量對(duì)于塑料制品的廣泛應(yīng)用具有重要意義。

超聲波焊接

超聲波焊接原理如圖1所示。焊接材料的垂直振動(dòng)可產(chǎn)生超聲波縱向振動(dòng)，從而在受壓塑料中產(chǎn)生應(yīng)力。當(dāng)這種應(yīng)力超過胡克定律的范圍時(shí)，塑料本身除了有輕微的變形變化外，還會(huì)產(chǎn)生熱能，并對(duì)兩種塑料的接觸面施加壓力，利用超聲波高速振動(dòng)和摩擦產(chǎn)生熱量，從而軟化塑料內(nèi)部并使其粘稠。焊接時(shí)。這種焊接均勻可靠、變形小、外觀好、效益高。

當(dāng)超聲波作用于熱塑性塑料接觸表面時(shí)，每秒會(huì)產(chǎn)生數(shù)萬次高頻振動(dòng)。這種具有一定振幅的高頻振動(dòng)將超聲波能量通過上部焊件傳遞到焊接區(qū)域。由于焊接區(qū)域?yàn)閮蓚€(gè)焊縫，兩焊縫界面聲阻較大，因此會(huì)產(chǎn)生局部高溫。并且由于塑料的導(dǎo)熱性能較差，一時(shí)無法及時(shí)散失，而聚集在焊接區(qū)域，導(dǎo)致兩種塑料的接觸面迅速熔化，加上一定的壓力后，融合為一。

當(dāng)超聲波停止工作時(shí)，讓壓力持續(xù)幾秒鐘，使其凝固成型，從而形成堅(jiān)固的分子鏈，達(dá)到焊接的目的，焊接強(qiáng)度可接近原材料的強(qiáng)度。超聲波焊接的特點(diǎn)是熱量?jī)H集中在焊接部分，焊縫牢固、美觀。無論塑料的極性如何，幾乎所有加熱熔化的塑料薄膜都可以采用超聲波焊接，特別適合焊接硬質(zhì)薄膜材料。超聲波焊接不受被焊表面污染的限制，焊接過程非?？?，焊接時(shí)間小于1s，并且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

熱板焊接

熱板焊接，也稱為熱封焊接，是最簡(jiǎn)單的塑料焊接技術(shù)之一。在焊接過程中，需要將兩個(gè)塑料件密封成一個(gè)整體。一般采用熱封機(jī)進(jìn)行操作。熱合機(jī)是利用各種外界條件(如加熱方式等)對(duì)兩個(gè)待焊接塑料件的接合面分別進(jìn)行加熱，密封件受熱后會(huì)變得粘稠，從而形成一層熔化的熔接體。在接合面上形成一層層，加壓力機(jī)使其粘合，借助一定的壓力和時(shí)間，將兩種塑料熔合在一起。冷卻后具有一定的強(qiáng)度和密封性能，保證熱封后在使用過程中能承受一定的外力，不破裂、不滲漏。 ，達(dá)到熱封的目的。

熱板焊接主要適用于焊接類似的熱塑性塑料。同一塑料的熔化溫度容易控制。更容易控制加熱板的溫度一致，從而簡(jiǎn)化了加熱板的制造難度。在焊接不同類型的塑料時(shí)，兩種塑料之間的溫度影響是不同的，這增加了加熱板的制造和加工難度，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度不足的現(xiàn)象。在焊接過程中，一般需要使用夾具，也稱為熱封模具。熱封模具主要用于固定兩個(gè)塑件的側(cè)面并上下移動(dòng)，加熱板前后移動(dòng)，以保證塑件之間的焊接質(zhì)量。熱板焊接的成本相對(duì)較低，主要應(yīng)用于汽車、家用電器和一些塑料包裝等領(lǐng)域。

摩擦焊

利用熱塑性塑料之間摩擦產(chǎn)生的摩擦熱在摩擦表面熔化，然后在壓力下通過冷卻而結(jié)合在一起。這種組合稱為摩擦焊。此方法最適合圓柱形零件。

摩擦焊的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，易于自動(dòng)化、機(jī)械化;與一種材料焊接時(shí)，接頭性能好，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。摩擦焊技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛，可焊接汽車半軸、閥門、安全氣囊、渦輪增壓器、整體齒輪、聯(lián)軸器齒輪、等速萬向節(jié)、前懸架等。

振動(dòng)焊接

振動(dòng)焊接也是利用連接表面之間的摩擦產(chǎn)生的熱量進(jìn)行焊接。與旋轉(zhuǎn)摩擦焊不同，摩擦力沿表面方向呈線性;與超聲波焊接不同，振動(dòng)頻率較低，僅為120-240Hz。振動(dòng)是通過兩個(gè)塑料部件之間的線性相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。線性摩擦焊非常靈活，可以焊接形狀復(fù)雜、尺寸較大的零件，這是其他塑料焊接方法無法實(shí)現(xiàn)的。

幾乎所有熱塑性塑料都可以振動(dòng)焊接。最適合焊接注塑或壓塑工程熱塑性塑料，以及無法通過超聲波焊接的含氟聚合物和聚酯彈性體等塑料。這種焊接方法已廣泛應(yīng)用于汽車工業(yè)和塑料壓力容器制造。適用范圍：電池、汽車水箱、其他汽油油罐管道產(chǎn)品及容器、汽油濾清器或其他濾芯產(chǎn)品、各種汽車燈具、汽車電機(jī)零部件、傳感器、彎管、尼龍制品及尼龍編織制品等。

高頻焊接

塑料高頻焊接是在適當(dāng)壓力的高頻電場(chǎng)下進(jìn)行的。其原理是在高頻電場(chǎng)的作用下，高頻電場(chǎng)中聚合物的極性分子發(fā)生強(qiáng)烈振蕩，分子間產(chǎn)生摩擦而發(fā)熱，聚合物立即升溫至熔融狀態(tài)。狀態(tài)和債券在一起。其高頻塑料焊接熱封方法：

1、高頻塑料焊接機(jī)主要利用兩個(gè)待焊接工件接觸面上產(chǎn)生的摩擦熱能來熔化塑料。熱能來源于工件在一定壓力下以一定位移或幅度在另一表面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。一旦達(dá)到預(yù)期的熱封程度，振動(dòng)就會(huì)停止，同時(shí)仍會(huì)對(duì)兩個(gè)工件施加一定的壓力，使新熱封的部分冷卻固化，從而形成緊密的結(jié)合。

2、高頻塑料焊接機(jī)的另一種方式是采用高頻熱能熱封方式。高頻塑料焊接機(jī)進(jìn)行軌道振動(dòng)摩擦熱封時(shí)，上部工件以固定速度進(jìn)行軌道運(yùn)動(dòng)——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)塑料件的密封部分達(dá)到熔點(diǎn)。一旦塑料開始熔化，運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止，兩個(gè)部件的熱封部分就會(huì)凝固并牢固地連接在一起。小的夾緊力會(huì)使工件產(chǎn)生最小的變形，高頻瞬時(shí)熱封、加熱，高頻焊接熱封成功。

高頻塑料焊接用于普通塑料、皮革、布料的熱封焊接。定位準(zhǔn)確，性能良好，靈活性強(qiáng)，用于小型產(chǎn)品加工。生產(chǎn)效率高，操作使用方便。

熱風(fēng)焊接

熱風(fēng)焊接有時(shí)也稱為熱風(fēng)槍焊接。該方法類似于金屬氧-乙炔火焰焊。它利用熱氣流提高待焊表面和焊條的溫度，使焊條與母體熔合，達(dá)到焊接的目的。操作時(shí)，先清理焊接表面，然后用熱氣流同時(shí)加熱待焊表面和電極。這種焊接要求焊條和母材應(yīng)相同。例如，焊接不同材料時(shí)，焊條應(yīng)使用兩種材料和混合產(chǎn)品。

電極的橫截面積通常為直徑為3mm的圓柱形。當(dāng)電極軟化、粘稠、尚未完全熔化時(shí)，在粘稠狀態(tài)下施加很小的壓力，使電極與母體熔化粘合在一起，冷卻后形成焊縫。操作過程中，必須控制空氣溫度、氣流、電極在焊縫中的位置及其運(yùn)動(dòng)、焊槍的位置及其運(yùn)動(dòng)。焊接質(zhì)量不僅與上述因素有關(guān)，還取決于焊縫的截面形式、材料的厚度、焊條的尺寸、焊槍噴嘴的尺寸等因素。一般焊接氣體溫度為200-300℃，氣體流量為15-60L/min。

焊槍主要由加熱元件(電加熱)、引導(dǎo)氣流的管道和噴嘴組成。加熱元件功率為400-600W，噴嘴直徑為3-6.5mm。熱風(fēng)焊接的主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，可用于連接各種大型、復(fù)雜的產(chǎn)品。但運(yùn)行周期長(zhǎng)，不適合批量處理。焊接質(zhì)量受多種因素制約，難以控制。這取決于焊工的操作技能。 。焊槍如圖所示。