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        塑料焊接有哪些焊接方式(三)

        更新時間??2023-04-20 14:06 閱讀

        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點,因此廣泛應用于醫療器械、汽車和日用產品中。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。經過長期的研究和實踐,科學家和相關工程技術人員開發了許多不同的塑料連接方式。本文簡要介紹了這些塑料連接技術,希望能為相關領域的設計師選擇塑料連接方式提供參考。

        13、旋轉焊接

        旋轉摩擦塑料焊接機一般用于焊接兩個圓形熱塑性塑料工件。焊接時,一個工件固定在底模上,另一個工件在固定工件表面自轉。因為兩個工件都有一定的壓力作用,所以兩個工件之間摩擦產生的熱量可以熔化兩個工件的接觸面,形成一個封閉的組合。其中,定位旋轉是在設定的時間內旋轉,瞬間停止在設定的位置,成為永久的熔化。

        旋轉焊接示意圖

        14、熱板熔接

        熱板焊接是指將兩個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表面壓在一起,實現塑料零件的連接,如圖所示。此外,還有一種常見的熱板熱合技術。首先,將兩個需要連接的零件疊放在一起,熱合板通過電熱管加熱,熱合板降低到兩個零件的上部零件,同時對熱合板施加一定的壓力。熱合板熔化兩個零件的接觸區域,然后固化連接在一起。該技術主要用于高分子樹脂薄膜材料與塑料零件的密封連接。

        熱板焊接示意圖

        15、熱氣體焊接

        熱氣焊接有三種方法:點焊、永久熱氣焊和擠壓焊。它們的基本原理是一樣的。電熱絲產生的熱量由電機產生的風帶走,從而獲得流動的熱空氣,使焊接的兩個塑料零件在熔化狀態下與焊條加熱粘接,從而達到焊接的目的。其中,點焊用于永久焊接前將所有零件固定在一起。點焊是臨時焊接材料,無需焊條即可完成,需要使用點焊嘴。

        永久焊接應使用與焊接零件材料相同的焊條。焊接嘴在焊接區域以扇形來回快速移動,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給或以圓筒上的焊條的形式進給,然后從電機驅動的單螺桿熔室中擠出,用電熱圈或熱氣加熱,用連接在擠出機上的熱氣預熱器加熱結合面,最后將樹脂和焊接零件熔化連接在一起。


        16、超聲波焊接

        超聲焊接是通過超聲發生器將50/60Hz電流轉換成15、20、30或40KHz電能。經轉換后的高頻電能被送入換能器,再次轉換為相同頻率的機械運動,然后通過一組可調變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊接處將接收振動能量并將其傳遞至工件結合部。在這個區域,振動能量通過摩擦轉化為熱能,導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。當超聲波停止時,壓力會繼續作用幾秒鐘,使物質凝固、成型,并形成牢固的分子鏈,從而實現初期的焊接強度和薄膜強度。

        超聲波焊接系統的關鍵部件包括超聲波發生器、轉換器/振幅調節器/焊頭、模具以及機架。超聲波塑料焊接機的質量取決于換能器焊頭的振幅、加壓和焊接時間。焊接時間和焊頭壓力可以調節,振幅由換能器和變幅桿決定。

        超聲波焊接示意圖

        17、振動焊接

        振動焊接工藝有六個工藝參數:焊接時間、保壓時間、焊接壓力、振幅、頻率和電壓。振動焊接分為線性振動焊接、軌道振動焊接和角度振動焊接。

        線性振動摩擦焊接機利用兩個待焊工件接觸面產生的摩擦熱能進行塑料熔化。熱能來自一定的壓力,一個工件在另一個表面以一定的位移或振幅往復移動。一旦達到預期的焊接水平,振動就會停止,兩個工件上還是會施加一定的壓力,冷卻固化剛焊接好的部分,形成緊密的結合。

        軌道振動摩擦焊接是一種利用摩擦熱能焊接的方法。軌道振動摩擦焊接時,上部工件以固定的速度進行軌道運動——向各個方向的圓周運動。運動可以產生熱能,使兩個塑料零件的焊接部分達到熔點。一旦塑料開始熔化,運動就會停止,兩個工件的焊接部分會凝固牢固地連接在一起。夾緊力小會導致工件變形最小,直徑小于10英寸的工件可以用軌道振動摩擦焊接。

        角振焊是指工件圍繞一個支點進行旋轉運動,目前商業化生產的角振焊機很少出現。

        線性振動焊接示意圖

        18、激光焊接

        塑料激光焊接技術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合,從而實現粘接。該技術最初出現于20世紀70年代,但因成本高昂,無法與早期塑料粘接技術如振動焊接和熱板焊接競爭。然而,自20世紀90年代中期以來,由于激光焊接技術所需的設備成本降低,該技術逐漸受到人們的廣泛歡迎。

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

        激光焊接的主要優點是焊接設備不需要與粘接的塑料零件接觸;速度快;設備自動化程度高,便于加工復雜的塑料零件;沒有飛邊;焊接牢固;可獲得高精度焊接零件;無振動技術;能產生氣密性或真空密封結構;最小化熱損壞和熱變形;不同組成或顏色的樹脂可以粘結在一起。

        激光焊接塑料示意圖

        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表面。當電流通過金屬絲時,金屬絲會被他的電阻加熱,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。一般會在零件上設計凹槽或其他定位結構,以確保金屬絲處于合適的位置。

        熱金屬絲焊接絲焊接示意圖


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