
随着工业生产的快速发展,塑料以其重量轻、比强度高、耐腐蚀、易于加工等优点广泛应用于国民经济和人民生活的各个领域。然而,由于加工工艺等原因,许多结构复杂的产品不能一次加工,因此需要将多个零件无缝连接在一起,大致有两种方法:键合法和焊接法。一般说来,粘接工艺生产效率低,胶粘剂具有一定的毒性,容易造成环境污染,对生产人员的健康造成有害后果。因此,塑料焊接技术得到了越来越广泛的应用。
在实际生产过程中,并不是所有的塑料材料都可以焊接,超声波焊接的塑料都是热塑性塑料,只有相同或相似分子结构的热塑性塑料才能焊接,焊接表面是分子间的化学结合,所以母材越相似,焊接效果越好。下图显示了一些普通塑料焊接相容性的比较。为了获得更好的焊接效果,还需要考虑影响焊接质量的因素。焊接时,压力、时间和吸热(熔合量)是保证焊接质量的三要素。


1.压力
通过在焊接表面施加适当的压力,焊接材料将从弹性过渡到塑性,并能促进分子相互扩散,挤压出焊缝中的残余空气,从而提高焊接表面的密封性能。
2.时间
应该有适当的热熔时间和足够的冷却时间。当热功率恒定时,如果时间不够,就会出现假焊,时间过长会导致焊接部件变形、渣溢出,有时非焊接部件会出现热斑(变色)。必须确保焊接表面吸收足够的热量,达到完全熔化状态,以确保分子的充分扩散和融合,同时必须保证足够的冷却时间,使焊缝达到足够的强度。
3.熔化量
热熔时间和热工功率的协调调整将实现最适当的熔合量,保证足够的分子间熔合,消除虚拟焊接现象。除了焊接设备和操作人员的技能水平外,从塑料的内外因素看,焊接质量有一定的阴影,应引起重视。
塑料吸湿性
如果将湿塑制品焊接,加热后水分会流出蒸汽,焊接表面会出现气泡,从而削弱了焊接表面的密封性能。吸湿性严重的材料有PA、ABS、PMMA等。这些材料制成的产品必须在焊接前干燥。
塑料填料
如玻璃纤维、滑石粉、云母等,都会改变材料的物理性能,塑料中填料的含量与塑料的可焊性和焊接质量密切相关,填充量小于20%的塑料可以在不经过特殊处理的情况下正常焊接,当填料含量超过30%时,由于表面塑料比例不足和分子间熔融不足,密封性能会降低。
焊接表面清洁
焊接表面必须清洁无杂质,以确保足够的焊接强度和气密性。
除了选择正确的可焊性材料,排除影响焊接效果的不利因素外,还应根据材料的种类和产品的形状和成本选择合适的焊接方法。根据不同的加热和软化方式,塑料焊接方法可分为三种:外部热源软化、机械运动软化、晶种和电磁作用软化。
有以下焊接技术被外部热源软化:
热板焊接
可能是最简单的塑焊技术,但这种方法特别适用于大面积焊接面的大型塑件焊接。一般采用平面电热板,将两个待焊平面软化,快速拆下电热板,将两个平面结合并加力冷却。但热板产生的热量使产品软化,周期较长;熔融树脂会附着在电热板上,不易清洗(电热板表面涂覆F4可减少这种现象),杂质的形成长期影响粘合强度;要严格控制压力和时间,确保适量熔化;当不同种类的树脂或金属结合到树脂上时,会出现强度不足的现象
热风焊接
当热风直接吹到焊缝区时,会使焊缝区和与母材相同材料的填充线熔化。用焊接塑料熔化填充材料形成焊缝。这种焊接方法焊接设备轻巧,携带方便,但操作人员的焊接技能要求较高。
热棒和脉冲焊接
这两种技术主要用于较小厚度的塑料薄膜的焊接。这两种方法相似,这两种方法都是用热棒或镍铬丝产生的瞬时热将两者压在一起完成焊接。
采用机械运动软化和完成焊接的方法如下:
根据运动轨迹,可分为线性变换和旋转变换。
直线可用于直线焊缝和平面焊缝的焊接,旋转变换可用于圆形焊缝的焊接。两部分在压力下产生的摩擦热使接触部分的塑料熔化软化并固定,直至凝结牢固。



