影响塑料焊接的因素及塑料焊接技术的种类

2019-06-21 11:33:18

随着工业生产的迅速发展，塑料以其重量轻、比强度高、耐腐蚀、易加工等优点广泛用于国民经济和人民生活的各个领域。缺点是外形尺寸会比原来的要小。那么塑料焊接究竟有哪些因素影响因素，有哪些种类的焊接方式？

一、影响焊接质量的因素

在进行焊接时，压力、时间、吸热量（熔融量）是确保焊接质量的三要素。

1.压力

对焊接表面施加适当的压力，焊接材料将由弹性向塑性过渡，还可以促进了分子相互扩散并挤去焊缝中的残余空气，从而增加焊接面密封性能。

2.时间

要有适当的热熔时间和足够的冷却时间。当热功率一定时，时间不够会出现虚焊，时间过长会造成焊件变形，熔渣溢出，有时还会在非焊接部位出现热斑。必须保证焊接面吸收足够的热量达到充分熔融的状态，才能保证分子间充分扩散熔合，同时必须保证足够的冷却时间使焊缝达到足够的强度。

3.熔融量

热熔时间和热功率协调调整才会得到较恰当的熔融量，保证足够的分子间融合，除了焊接设备和操作人员技能水平外，来之于塑料内部或外部的各种因素，对焊接质量有一定的影响，应当引起重视。

二、其他影响焊接质量的因素

1.塑料的吸湿性

如果焊接潮湿的塑料制品，内含的水分会在受热后化为蒸气跑出而在焊面上出现气泡，使焊接面密封性能减弱。

2.塑料中的填充物

如玻璃纤维、滑石粉、云母等，它们改变了材料的物理特性。塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接质量有很大的关系。

3.焊接面的清洁

焊接表面必须清洁没有杂质，才能保证足够的焊接强度和气密性。

在选取正确的焊接的材料和排除了影响焊接效果的不利因素外，还要根据材料种类的制品形状、成本的高低采取适当的焊接方法。

三、按所采用的加热软化方式的不同，塑料焊接方法可分为通过外加热源软化、通过机械运动方式软化、和通过电磁作用软化几种。

（一）、通过外加热源方式软化的焊接技术有以下几种：

1.热板焊接

可能是较简单的塑料焊接技术，但这种方式特别适合于需要大面积焊接面的大型塑料件的焊接，这种方法焊接装置简单，焊接强度高，制品、焊接部的形状设计相对来说比较容易。但由于热板产生的热量使制品软化，周期较长

2.超声波焊接

当热风气流直接吹向接缝区时，导致接缝区与母材同材质的填充焊丝熔化。通过填充材料与被焊塑料熔化在一起而形成焊缝。这种焊接方法焊接设备轻巧容易携带，但对操作者的焊接技能要求比较高。

3.热棒和脉冲焊接

这两项技术主要用在连接厚度较小的塑料薄膜的焊接。并且这两种方法相似，都是将两片薄膜紧压在一起，利用热棒或镍铬丝产生的瞬间热量完成焊接。

（二）、通过机械运动方式软化完成焊接的方法有：

1.按运动轨道可分为直线型和旋转型

直线型可用于直线焊缝的焊接和平面焊接的焊接，旋转型可用于圆形焊缝的焊接。

2.超声波焊接

超声波焊接就是使用高频机械能软化或熔化接缝处的热塑性塑料。被连接部分在压力作用下固定在一起，然后再经过频率通常为20或40千赫的超声波振动，换能器把大功率振动信号，转换为相应的机械能，施加于所需焊接的塑料件的接触界面，焊件接合处剧烈擦瞬间产生高热量，从而使分子交替熔合，从而达到焊接效果。

超声波焊接过程很快，焊接时间不到一秒，并且很容易实现自动化，在电子、电器、汽车零件、塑料玩具、文具用品、日用品、工艺品、化妆品等各个行业广泛应用。

运动方式焊接是一种自动焊接过程，都需要专用焊接设备，产品焊接质量有保证。

3.高频焊接

高频焊接是利用电磁感应原理高频感应加热技术，穿透塑料制品对埋藏于塑料件内部的感应体或磁性塑料产生感应加热，被焊塑料在快速交变电场中可以产生热量而使需焊接部位迅速软化熔融，继而填充接口间隙，并以完善的机械装置辅助达到完美焊接。通过这种方法焊接制作的产品包括文具夹，可充气物品，防水衣和血袋等。

4.红外线焊接

这项技术类似于电热板焊接，将需要焊接的两部分固定在贴近电热板的地方但不与电热板接触。在热辐射的作用下，连接部分被熔融，然后移去热源，将两部分对接，压在一起完成焊接。这种方式不产生焊渣、无污染，焊接强度大，主要用于PVDF、PP等精度要求很高的管路系统的连接。

5.激光焊接

20世纪70年代，激光开始被应用到塑料焊接上。它的原理是将激光产生的光束通过反射镜、透镜或光纤组成的光路系统，聚焦于待焊接区域，形成热作用区，在热作用区中的塑料被软化熔融，在随后的凝固过程中，已融化的材料形成接头，待焊接的部件即被连接起来，在热作用区添加碳黑等吸收剂增强吸热效果。塑料激光焊接的优点较多：焊接速度快、精度高；自动化、精密数控容易实现；成本相对较低。因此，塑料激光焊接技术在汽车、医疗器械、包装等领域得到了比较广泛的应用。

除了塑料和塑料之间的焊接，由于汽车工业轻体结构和经济效益的需要，有些产品还需要塑料与金属的混合连接，塑料热铆接技术应运而生，这种热铆技术工艺简单，容易实现，安全可靠，使塑料和金属部件以较佳承担载荷的方式结合，产品质量减小，经济性提高。在采用铆焊法，可以通过把一个整体模制预留的塑料轴销加热软化再经冷模头冲压变形后将部件锁在一起，因而会更为方便、经济。

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紫外激光打标机