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影響塑料焊接的因素及塑料焊接技術的種類

2019-06-21 11:33:18

隨著工業生產的迅速發展,塑料以其重量輕、比強度高、耐腐蝕、易加工等優點廣泛用于國民經濟和人民生活的各個領域。缺點是外形尺寸會比原來的要小。那么塑料焊接究竟有哪些因素影響因素,有哪些種類的焊接方式?

一、影響焊接質量的因素

在進行焊接時,壓力、時間、吸熱量(熔融量)是確保焊接質量的三要素。

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渡,還可以促進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.時間

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

3.熔融量

熱熔時間和熱功率協調調整才會得到較恰當的熔融量,保證足夠的分子間融合,除了焊接設備和操作人員技能水平外,來之于塑料內部或外部的各種因素,對焊接質量有一定的影響,應當引起重視。

二、其他影響焊接質量的因素

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。

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量有很大的關系。

3.焊接面的清潔

焊接表面必須清潔沒有雜質,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,還要根據材料種類的制品形狀、成本的高低采取適當的焊接方法。

三、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外加熱源軟化、通過機械運動方式軟化、和通過電磁作用軟化幾種。

(一)、通過外加熱源方式軟化的焊接技術有以下幾種:

1.熱板焊接

可能是較簡單的塑料焊接技術,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,這種方法焊接裝置簡單,焊接強度高,制品、焊接部的形狀設計相對來說比較容易。但由于熱板產生的熱量使制品軟化,周期較長

2.超聲波焊接

當熱風氣流直接吹向接縫區時,導致接縫區與母材同材質的填充焊絲熔化。通過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生的瞬間熱量完成焊接。

(二)、通過機械運動方式軟化完成焊接的方法有:

1.按運動軌道可分為直線型和旋轉型

直線型可用于直線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。

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,然后再經過頻率通常為2040千赫的超聲波振動,換能器把大功率振動信號,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。

超聲波焊接過程很快,焊接時間不到一秒,并且很容易實現自動化,在電子、電器、汽車零件、塑料玩具、文具用品、日用品、工藝品、化妝品等各個行業廣泛應用。

運動方式焊接是一種自動焊接過程,都需要專用焊接設備,產品焊接質量有保證。

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,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生感應加熱,被焊塑料在快速交變電場中可以產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。通過這種方法焊接制作的產品包括文具夾,可充氣物品,防水衣和血袋等。

4.紅外線焊接

這項技術類似于電熱板焊接,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。這種方式不產生焊渣、無污染,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,激光開始被應用到塑料焊接上。它的原理是將激光產生的光束通過反射鏡、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,在隨后的凝固過程中,已融化的材料形成接頭,待焊接的部件即被連接起來,在熱作用區添加碳黑等吸收劑增強吸熱效果。塑料激光焊接的優點較多:焊接速度快、精度高;自動化、精密數控容易實現;成本相對較低。因此,塑料激光焊接技術在汽車、醫療器械、包裝等領域得到了比較廣泛的應用。

除了塑料和塑料之間的焊接,由于汽車工業輕體結構和經濟效益的需要,有些產品還需要塑料與金屬的混合連接,塑料熱鉚接技術應運而生,這種熱鉚技術工藝簡單,容易實現,安全可靠,使塑料和金屬部件以較佳承擔載荷的方式結合,產品質量減小,經濟性提高。在采用鉚焊法,可以通過把一個整體模制預留的塑料軸銷加熱軟化再經冷模頭沖壓變形后將部件鎖在一起,因而會更為方便、經濟。


塑料激光焊接技術在醫療行業獲突破

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