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影响塑料焊接的因素及塑料焊接技术的类型

2022-07-11

影响塑料焊接的因素及塑料焊接技术的类型


随着工业生产的快速发展 ,塑料因其重量轻 、强度高、耐腐蚀、易加工等优点,被广泛应用于国民经济和人民生活的各个领域。在工程中,塑料焊条要求材料的成分与被焊材料相同,但材料的强度标号比被焊材料高一个等级 ,以保证焊接强度 。你可以直接用焊枪把坏掉的塑料零件熔化,然后压在一起。缺点是整体尺寸会比原来的小。那么塑料焊接的影响因素有哪些,焊接方法有哪几种呢?


一、影响焊接质量的因素

焊接时 ,压力 、时间和吸热(熔化量)是保证焊接质量的三要素。

1.强调

当对焊接面施加适当的压力时,焊接材料会由弹性向塑性过渡,这也可以促进分子的相互扩散 ,挤出焊缝中残留的空气体,从而增加焊接面的密封性能 。

2.时间

应有适当的热熔时间和足够的冷却时间。在热功率不变的情况下,时间不足会导致虚焊 ,时间过长会导致焊件变形、溢渣,有时非焊接部位会出现热点(变色)。既要保证焊接面吸收足够的热量充分熔化,使分子充分扩散融合 ,同时又要保证足够的冷却时间,使焊缝达到足够的强度 。

3.熔化量

只有熔化时间和热功率协调,才能获得合适的熔化量,才能保证足够的分子间融合 ,才能消除虚焊现象。除了焊接设备和操作人员的技能水平外,来自塑料内部或外部的各种因素对焊接质量都有一定的影响,应引起重视。


二、影响焊接质量的其他因素

1.塑料的吸湿性

如果焊接湿塑料制品 ,所含的水受热后会变成蒸汽流出,焊接面会出现气泡,削弱焊接面的密封性能 。吸湿严重的材料有PA 、ABS、PMMA等。由这些材料制成的产品在焊接前必须干燥。

2.塑料中的填料

如玻璃纤维、滑石粉 、云母等 。 ,从而改变材料的物理性质。塑料中填料的含量与塑料的可焊性和焊接质量有很大关系。填料含量小于20%的塑料可以正常焊接,无需特殊处理 。当填料含量超过30%时,由于表面塑比不足 ,分子间融合不充分,密封性能会降低。

3.焊接表面的清洁

焊接表面必须清洁无杂质,以保证足够的焊接强度和气密性。

除了选择正确的焊接材料 ,消除影响焊接效果的不利因素外,还需要根据产品形状和材料成本采用合适的焊接方法。


三、塑料焊接技术的种类

根据加热软化方式的不同,塑料焊接方法可分为外热源软化、机械运动软化和电磁作用软化 。

(1)外部热源软化焊接工艺如下:

1.热板焊接

它可能是一种简单的塑料焊接技术,但这种方法特别适合焊接需要大面积焊接表面的大型塑料零件。一般是用平板电热板将待焊接的两个平面熔化软化 ,然后迅速移开电热板,将两个平面合并,用力冷却。这种方法具有焊接设备简单 、焊接强度高、产品和焊接件形状设计相对容易的优点 。但由于热板产生的热量 ,使产品软化,周期较长;熔融的树脂会附着在电热板上,不易清洗(电热板表面的F4涂层可以缓解这种现象) ,时间长了会形成杂质,影响粘接强度 ;要严格控制压力和时间,保证合适的熔化量;当不同种类的树脂或金属与树脂结合时 ,会出现强度不足的情况。

2.热风焊接

当热空气直接吹向接合区域时,接合区域中由与基材相同的材料制成的填充丝熔化。通过熔化待焊接在一起的填充材料和塑料来形成焊缝 。这种焊接方法的焊接设备轻便,便于携带 ,但对操作人员的焊接技能要求较高。

3.热棒和脉冲焊接

这两种技术主要用于塑料薄膜的焊接。而且这两种方法类似,都是将两层薄膜压在一起,利用热棒或镍铬丝产生的瞬间热量来完成焊接 。


(2)通过机械运动软化和完成焊接的方法包括:

1.按运动轨迹可分为直线型和旋转型。

直线焊可用于直线焊和平面焊,旋转焊可用于环形焊。利用两部分在压力下摩擦过程中产生的摩擦热 ,使接触部分的塑料熔化软化,并对齐固定,直至凝结牢固 。

2.超声波焊接

超声波焊接是使用高频机械能来软化或熔化接头处的热塑性塑料。连接的部件在压力下固定在一起 ,然后经受频率通常为20或40千赫的超声波振动。换能器将大功率振动信号转换成相应的机械能,施加到待焊接的塑料件的接触界面上。焊接部位的接合处剧烈摩擦,瞬间产生高热 ,使分子交替融合,从而达到焊接效果 。

超声波焊接过程非常快,焊接时间不到一秒 ,容易实现自动化。广泛应用于电子、电器 、汽车配件、塑料玩具、文具、日用品 、工艺品、化妆品等行业。

运动焊接是一种自动焊接工艺,需要特殊的焊接设备 。一旦确定了正确的焊接参数,操作员就可以稳定生产。其优点是速度快 ,灵活,焊接时间短,焊接稳定,无焊剂或保护气体 ,无有害气体或熔渣,保证焊接质量。

3.高频焊接

高频焊接是一种基于电磁感应原理的高频感应加热技术,穿透塑料制品 ,对嵌入塑料件中的感应器或磁性塑料产生感应加热 。焊接后的塑料在快速交变电场中可以产生热量,使待焊接部位迅速软化熔化,然后填充界面间隙 ,在完善的机械装置辅助下实现完美焊接。产生高频感应的常用方法是利用高频电流通过线圈,从而获得强大的高频磁场。感应器(即加热器)一般由铁、铝 、不锈钢等材料制成,但也有加入磁性物质加工而成的磁性复合塑料 。用这种焊接方法制成的产品包括文具夹、充气用品、防水服和血袋等。

4.红外线焊接

这种技术类似于电加热板焊接。待焊接的两个部件靠近电加热板固定 ,但不与其接触 。在热辐射的作用下,连接部分熔化,然后移开热源 ,两部分对接压在一起,完成焊接。该方法无焊渣,无污染,焊接强度高 ,主要用于PVDF 、PP等精度要求高的管道系统的连接。

5.激光焊接

20世纪70年代,激光被应用于塑料焊接。其原理是激光产生的光束(通常存在于电磁波谱红外区的集中强辐射波)通过由反射镜、透镜或光纤组成的光学PA66系统,聚焦在待焊接区域 ,形成热作用区 。热作用区的塑料被软化熔化,在随后的凝固过程中,熔化的材料形成接头 ,将需要焊接的部件连接起来,通常用于PMMA、PC 、ABS、LDPE、HDPE 、PVC。塑料激光焊接有很多优点:焊接速度快,精度高;易于实现自动化和精密数控;成本相对较低。因此 ,塑料激光焊接技术已广泛应用于汽车、医疗器械、包装等领域 。

除了塑料之间的焊接,由于汽车工业的结构轻量化和经济效益,有些产品需要塑料和金属的混合连接 ,于是塑料热铆接技术应运而生。这种热铆接技术简单,容易实现,安全可靠,使塑料和金属零件以一种极好的承载方式结合 ,降低了产品质量,提高了经济性。在铆焊方法中,通过加热和软化整体成型的预留塑料轴销(铆钉桩) ,然后通过冷模具冲压和变形(形成铆钉帽),可以将部件锁定在一起 。“热桩”),所以更方便 ,更经济。


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