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不同材质焊接工艺

一件塑料成品可能由多种材料或部件制成,要将各部件结合起来,可使用机械固定件、粘合剂及焊接工艺加工。三种接合方式中,以焊接工艺的效果最佳,而且焊接形式多样,可根据不同材料、尺寸、用途而使用不同的焊接工艺。
    机械固定件、粘合剂和焊接工艺均可将两种工程塑料接合。机械固定件可快速将两种部件连接,但接缝的防漏功能较差,局部应力也会使聚合物材料之间脱离。
    粘合剂可提供良好的特性,形成防漏功能优良的接缝,可是,粘合剂处理难度较大,固化速度慢。同时,采用粘合剂粘合时,接缝准备和表面清洁度要求较高。
    焊接可产生粘合稳固的接缝,其机械特性接近于母体材料。塑料焊接仅限于热塑性聚合物,原因在于热塑性材料可通过加热而软化。热固性聚合物在硬化之后,无法通过加热而软化。与金属相比,热塑性聚合物焊接所需的热量较少。
    塑料焊接工艺可分为两类:
    A)机械移动式焊接工艺:超声波焊接机、摩擦焊接和振动焊接。
    B)外部加热式焊接工艺:热板焊接机、热气焊接和植入焊接。
    超声焊接
    超声波焊接机法通过机械高频振动而形成接缝。待装配的部件加压夹持于振荡焊头和固定焊头之间,然后与接触面呈直角,接受频率为20~40KHz的超声振动。交替式高频应力在接缝界面处产生热量,从而形成优质的焊接。用于这一工艺的工具十分昂贵,因此,适宜在生产量较大时采用。
    此焊接法仅适用于焊接长度不超过数厘米的小型部件。应用领域包括在多头机上焊接医疗器材所用的阀门和筛检程序、盒体、汽车部件、吸尘器外壳等。
    摩擦焊接
    热塑性塑料摩擦焊接(也称为“旋转焊接”)与金属焊接的原理相同。在这种焊接工艺中,将一片基材固定,另一片基材以受控的角速度旋转。当部件压合在一起 时,摩擦热导致聚合物熔融,冷却后即形成焊接。主要焊接参数包括:旋转速度、摩擦压力、锻压压力、焊接时间和熔化长度。
    摩擦焊接能产生优良的焊接质量,焊接工艺简单,重复性强。但也由于其工艺简单,所以仅适合于至少有一个部件是圆形且不需要角度对齐的应用领域。
    振动焊接
    振动焊接也称为线性摩擦焊接。两件热塑性部件在适当的压力、频率和振幅下相互摩擦,直到产生足够的热量使聚合物熔融为止。振动停止后,部件彼此对齐,熔化 的聚合物固化后形成焊接。振动焊接类似于旋转焊接,区别在于运动为直线运动而非旋转运动。这一焊接法十分快速,振动频率一般为100~240Hz,振幅为 1毫米~5毫米。
    此焊接工艺的主要优点在于能高速焊接大型复杂线性部件。其它优点还包括:能同时焊接多个部件,焊接工具简单,几乎能焊接所有热塑性材料包括注塑部件、挤塑部件、吹塑部件、热成型部件、发泡部件和冲压部件,主要用于汽车和家用电器行业。

[来源:原创] [作者:国创电气] [日期:10-09-08]
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