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影響塑料焊接的因素及塑料焊接技術(shù)的種類(lèi)
發(fā)布時(shí)間:2018-07-18 08:00:27 點(diǎn)擊次數:2012

影響塑料焊接的因素及塑料焊接技術(shù)的種類(lèi)


隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,塑料以其重量輕、強度高、耐腐蝕、易加工等優(yōu)點(diǎn)廣泛用于國民經(jīng)濟和人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。在工程上塑料焊條要求材料的成分與被焊接材料的成分相同,但材料的強度標號要比被焊接材料的強度高一個(gè)等級,這樣才能保證焊接強度。你可以將斷開(kāi)的塑料件,直接把斷開(kāi)的兩半用焊槍吹熔、然后壓接上去。缺點(diǎn)是外形尺寸會(huì )比原來(lái)的要小。那么塑料焊接究竟有哪些因素影響因素,有哪些種類(lèi)的焊接方式?


一、影響焊接質(zhì)量的因素

在進(jìn)行焊接時(shí),壓力、時(shí)間、吸熱量(熔融量)是確保焊接質(zhì)量的三要素。

1.壓力

對焊接表面施加適當的壓力,焊接材料將由彈性向塑性過(guò)渡,還可以促進(jìn)了分子相互擴散并擠去焊縫中的殘余空氣,從而增加焊接面密封性能。

2.時(shí)間

要有適當的熱熔時(shí)間和足夠的冷卻時(shí)間。當熱功率一定時(shí),時(shí)間不夠會(huì )出現虛焊,時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )造成焊件變形,熔渣溢出,有時(shí)還會(huì )在非焊接部位出現熱斑(變色)。必須保證焊接面吸收足夠的熱量達到充分熔融的狀態(tài),才能保證分子間充分擴散熔合,同時(shí)必須保證足夠的冷卻時(shí)間使焊縫達到足夠的強度。

3.熔融量

熱熔時(shí)間和熱功率協(xié)調調整才會(huì )得到恰當的熔融量,保證足夠的分子間融合,消除虛焊的現象。除了焊接設備和操作人員技能水平外,來(lái)之于塑料內部或外部的各種因素,對焊接質(zhì)量有一定的影響,應當引起重視。


二、其他影響焊接質(zhì)量的因素

1.塑料的吸濕性

如果焊接潮濕的塑料制品,內含的水分會(huì )在受熱后化為蒸氣跑出而在焊面上出現氣泡,使焊接面密封性能減弱。吸濕較為嚴重的材料有PA、ABS、PMMA等。用這些材料做的制品,焊前必須進(jìn)行干燥處理。

2.塑料中的填充物

如玻璃纖維、滑石粉、云母等,它們改變了材料的物理特性。塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接質(zhì)量有很大的關(guān)系。填充物含量低于20%的塑料可以正常進(jìn)行焊接,不需要進(jìn)行特殊的處理。填充物含量超過(guò)30%時(shí),由于表面塑料比例不足,分子間融合的不夠,會(huì )降低密封性。

3.焊接面的清潔

焊接表面必須清潔沒(méi)有雜質(zhì),才能保證足夠的焊接強度和氣密性。

在選取正確的焊接的材料和排除了影響焊接效果的不利因素外,還要根據材料種類(lèi)的制品形狀、成本的高低采取適當的焊接方法。


三、塑料焊接技術(shù)的種類(lèi)

按所采用的加熱軟化方式的不同,塑料焊接方法可分為通過(guò)外加熱源軟化、通過(guò)機械運動(dòng)方式軟化、和通過(guò)電磁作用軟化幾種。

(一)、通過(guò)外加熱源方式軟化的焊接技術(shù)有以下幾種:

1.熱板焊接

可能是簡(jiǎn)單的塑料焊接技術(shù),但這種方式特別適合于需要大面積焊接面的大型塑料件的焊接,一般是平面電熱板將需焊接的兩平面熔融軟化后迅速移去電熱板合并兩平面并加力至冷卻。這種方法焊接裝置簡(jiǎn)單,焊接強度高,制品、焊接部的形狀設計相對來(lái)說(shuō)比較容易。但由于熱板產(chǎn)生的熱量使制品軟化,周期較長(cháng);熔融的樹(shù)脂會(huì )粘附到電熱板上且不易清理(電熱板表面涂F4可減輕這種現象),時(shí)間長(cháng)了形成雜質(zhì)影響粘接強度;需嚴格控制壓力和時(shí)間保證適當的熔融量;當不同種類(lèi)的樹(shù)脂或金屬與樹(shù)脂相接合進(jìn),會(huì )出現強度不足的現象。

2.熱風(fēng)焊接

當熱風(fēng)氣流直接吹向接縫區時(shí),導致接縫區與母材同材質(zhì)的填充焊絲熔化。通過(guò)填充材料與被焊塑料熔化在一起而形成焊縫。這種焊接方法焊接設備輕巧容易攜帶,但對操作者的焊接技能要求比較高。

3.熱棒和脈沖焊接

這兩項技術(shù)主要用在連接厚度較小的塑料薄膜的焊接。并且這兩種方法相似,都是將兩片薄膜緊壓在一起,利用熱棒或鎳鉻絲產(chǎn)生的瞬間熱量完成焊接。


(二)、通過(guò)機械運動(dòng)方式軟化完成焊接的方法有:

1.按運動(dòng)軌道可分為直線(xiàn)型和旋轉型

直線(xiàn)型可用于直線(xiàn)焊縫的焊接和平面焊接的焊接,旋轉型可用于圓形焊縫的焊接。在利用壓力下的兩部分在磨擦過(guò)程中產(chǎn)生的磨擦熱量使接觸部分的塑料熔融軟化,對正固定直到凝結牢固。

2.超聲波焊接

超聲波焊接就是使用高頻機械能軟化或熔化接縫處的熱塑性塑料。被連接部分在壓力作用下固定在一起,然后再經(jīng)過(guò)頻率通常為20或40千赫的超聲波振動(dòng),換能器把大功率振動(dòng)信號,轉換為相應的機械能,施加于所需焊接的塑料件的接觸界面,焊件接合處劇烈擦瞬間產(chǎn)生高熱量,從而使分子交替熔合,從而達到焊接效果。

超聲波焊接過(guò)程很快,焊接時(shí)間不到一秒,并且很容易實(shí)現自動(dòng)化,在電子、電器、汽車(chē)零件、塑料玩具、文具用品、日用品、工藝品、化妝品等各個(gè)行業(yè)廣泛應用。

運動(dòng)方式焊接是一種自動(dòng)焊接過(guò)程,都需要專(zhuān)用焊接設備。一旦確定了正確的焊接參數,操作工即可穩定生產(chǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是:快速、靈活、焊接過(guò)短穩定且不需焊劑或保護氣體,也不產(chǎn)生有害氣體或熔渣,產(chǎn)品焊接質(zhì)量有保證。

3.高頻焊接

高頻焊接是利用電磁感應原理高頻感應加熱技術(shù),穿透塑料制品對埋藏于塑料件內部的感應體或磁性塑料產(chǎn)生感應加熱,被焊塑料在快速交變電場(chǎng)中可以產(chǎn)生熱量而使需焊接部位迅速軟化熔融,繼而填充接口間隙,并以完善的機械裝置輔助達到完美焊接。產(chǎn)生高頻感應的常用的方法是,利用高頻電流通過(guò)線(xiàn)圈,從而得到一個(gè)強大的高頻磁場(chǎng)。感應體(即發(fā)熱體)一般為鐵、鋁、不銹鋼等材料,但也使用通過(guò)添加磁性物質(zhì)加工而成的磁性復合塑料。通過(guò)這種方法焊接制作的產(chǎn)品包括文具夾,可充氣物品,防水衣和血袋等。

4.紅外線(xiàn)焊接

這項技術(shù)類(lèi)似于電熱板焊接,將需要焊接的兩部分固定在貼近電熱板的地方但不與電熱板接觸。在熱輻射的作用下,連接部分被熔融,然后移去熱源,將兩部分對接,壓在一起完成焊接。這種方式不產(chǎn)生焊渣、無(wú)污染,焊接強度大,主要用于PVDF、PP等精度要求很高的管路系統的連接。

5.激光焊接

20世紀70年代,激光開(kāi)始被應用到塑料焊接上。它的原理是將激光產(chǎn)生的光束(通常存在于電磁光譜紅外線(xiàn)區的集束強輻射波)通過(guò)反射鏡、透鏡或光纖組成的光路系統,聚焦于待焊接區域,形成熱作用區,在熱作用區中的塑料被軟化熔融,在隨后的凝固過(guò)程中,已融化的材料形成接頭,待焊接的部件即被連接起來(lái),通常用于PMMA、PC、ABS、LDPE、HDPE、PVC、PA6、PA66、PS等透光性好的材料,在熱作用區添加碳黑等吸收劑增強吸熱效果。塑料激光焊接的優(yōu)點(diǎn)較多:焊接速度快、精度高;自動(dòng)化、精密數控容易實(shí)現;成本相對較低。因此,塑料激光焊接技術(shù)在汽車(chē)、醫療器械、包裝等領(lǐng)域得到了比較廣泛的應用。

除了塑料和塑料之間的焊接,由于汽車(chē)工業(yè)輕體結構和經(jīng)濟效益的需要,有些產(chǎn)品還需要塑料與金屬的混合連接,塑料熱鉚接技術(shù)應運而生,這種熱鉚技術(shù)工藝簡(jiǎn)單,容易實(shí)現,安全可靠,使塑料和金屬部件以極佳承擔載荷的方式結合,產(chǎn)品質(zhì)量減小,經(jīng)濟性提高。在采用鉚焊法,可以通過(guò)把一個(gè)整體模制預留的塑料軸銷(xiāo)(鉚樁)加熱軟化再經(jīng)冷模頭沖壓變形后將部件鎖在一起(形成鉚釘帽?!盁針丁保?,因而更為方便、經(jīng)濟。


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