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塑料焊接加工几种方法

发布日期:2020-08-11 21:14 作者:南通棋牌 点击:

  塑料焊接加工几种方法_数学_自然科学_专业资料。塑料焊接加工几种方法 陶永亮 【摘 要】塑料应用于国民经济的各个领域,塑料制品光靠模具等一次性不能解 决的,需要进行装配而成为可用的产品。由塑件变成可用的产品的过程中,有 的需要塑料焊接加工,有的需要

  塑料焊接加工几种方法 陶永亮 【摘 要】塑料应用于国民经济的各个领域,塑料制品光靠模具等一次性不能解 决的,需要进行装配而成为可用的产品。由塑件变成可用的产品的过程中,有 的需要塑料焊接加工,有的需要其他加工。本文阐述了热塑性塑料各种塑料焊 接原理方法,介绍了塑料焊接应用方面的情况,旨在推广。 【期刊名称】塑料制造 【年(卷),期】2011(000)012 【总页数】5 【关键词】塑料焊接;加工方法;应用介绍 1 前言 现代塑料材料已被广泛应用于国民经济各个领域,从日常生活用品到尖端科学 领域都离不开塑料,而塑料是通过制造成各种制品来实现其使用价值的,所以 对塑料赋予形状进而产生实际功能的成型加工技术具有十分重要的价值[1]。塑 料制品的实现离不开设备,模具,工艺,材料和环境的五大因素,由于塑料的 加工工艺等方面的原因,很多结构复杂的产品不能一次加工成型,通过焊接方 法可以需要把多个零部件无缝连接到一起,完成一个完整的塑料零件。对于热 塑性的塑料焊接工艺得到了越来越广泛的应用,只有分子结构相同或相近的热 塑性塑料才能进行焊接,在焊接面上是分子间的化学结合,焊接效果好,焊接 质量高。塑料焊接是永久性连接塑料部件的有效方法。焊接的方法很多。目前 使用较多的超声波焊接、激光焊接、热板焊接、摩擦焊接、振动焊接、高频焊 接、热风焊接和感应焊接。本文就常用的热塑性塑料焊接加工方法一起进行介 绍,供大家参考和应用。 2 塑料焊接方法 2.1 超声波焊接 国外在 1960 年开始应用超声波焊接技术,至今已有 50 余年的历史,而我国在 80 年代末才开始推广使用,是一种广泛应用塑料焊接技术。 超声波焊接原理如图 1 所示。焊接物垂直方向振动,可产生超声波之纵振动, 使加压的塑料产生应力。当这种应力超过虎克定律范围时,塑料本身除变形稍 有变化外,内部将产生热能,在两种塑料接触面加压力,利用超声波高速振动 摩擦生热来软化塑料塑料内部使之产生粘性而焊接。这种焊接均匀牢靠,变形 小,外观好,效益高[2]。 超声波焊接实际是通过超声波发生器将 50/60 赫兹电流转换成 15、20、30 或 40 千赫兹电能。当超声波作用于热塑性的塑料接触面时,会产生每秒几万次的 高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声能量传送到焊区, 由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大,因此会产生局部高温。又由于塑料导 热性差,一时还不能及时散发,聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化, 加上一定压力后,使其融合成一体。当超声波停止作用后,让压力持续几秒钟, 使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,达到焊接的目的,焊接强度能 接近于原材料强度。超声波焊接的特点是,发热只集中在焊接部分,焊缝牢固 而美观,不管塑料的极性大小,几乎所有加热熔融的塑料薄膜都可以采用超声 波焊接,尤其适合于焊接刚性较大的薄膜材料。超声波焊接不受待焊表面污染 的限制,焊接过程很快,焊接时间不到 1s,并且很容易实现自动化,可通过计 算机程序控制来实施对大件和不规则工件的焊接, 超声波焊接一般在专门的超声波焊接机上完成操作,可以进行直接焊接法,点 焊法,传递焊接法,金属嵌件插入法等。主要对同种性质的塑料能焊接,不同 种类的塑料也可焊接。如 ABS 何 PMMA 可同时焊接,但不同种类的塑料因粘 性、结晶度、硬度和弹性率以及溶化温度不同,焊接后的外观不十分理想。主 用应用于汽车保险杠、前后门、内饰件、滤清器、刹车灯、灯具等,同时反光 片及反光材料也越来越多的采用超声波焊接。如图 2 所示。 2.2 激光焊接 激光焊接作为一种熔接塑料制品的手段已趋于普及。激光焊接方法具有焊接不 同吸收性能的热塑性塑料零件的能力。在焊接前,连接零件相互接触,但不是 处于其他焊接方法所需要的外加压力下。激光焊接由短波、固态的二极管或高 性能的激光器发射出贯穿透光零件的激光束是透明的。激光束激活吸收材料表 面,被零件吸收转化为热量。使该吸收激光束的零件濡湿,因而增加了两零件 之间的热接触点(面)。有效透过激光的零件也通过吸收零件的热传导被加热和 溶化,最终在两零件之间形成瞬时渗透焊缝[3]。利用激光把两件塑料部件焊接, 首先把部件夹紧(压紧)在一起,然后以近红外线nm),透射过第一个部件,然后被第二个部件所吸收,所吸收的近红外线 激光化为热能,将两个部件的接触表面溶化,形成焊接区。这种焊接方法,能 够造出超过原材料的强度的焊接缝。激光焊接塑料的方法为 2 种,一种是利用 远红外 CO2 激光焊接塑料--非接触激光焊接(简称 NCLW);另一种是利用近 红外激光焊接热塑性塑料--透过激光塑料焊接(TTLE)[4]。目前使用较广泛的是 透过激光塑料焊接。 高聚物材料的激光焊接是一种透射式焊接工艺。因为许多热塑高聚物对于可见 光和近红外光具有较好的光学穿透性,这样激光就可以穿过上层材料到达焊接 面,下层的材料含有一种可以吸收激光的着色剂,它吸收激光,从而受热融化 下层材料。由于上下两层材料都有很好的热传导性并且接触很紧密,下层产生 的热量可以传到上层材料并使它融化,这样就把两个部件粘接在一起。绝大多 数本色的塑料和许多有色的半透明塑料都能被激光焊接,例如聚苯乙烯(PS)、 聚氯乙烯(PVC)和聚苯烯(PP)等材料,也通常在热作用区添加碳黑等吸收 剂增强吸热效果。 激光焊接塑料有以下几方面的优点:焊接缝尺寸精密、牢固、不透气及不漏水, 部件表面能够严密地连接起来;在焊接过程中树脂降解少、产生碎屑少;与其 他熔接方法比较,大幅减少制品的振动应力和热应力;能够将多种不同塑料焊 接起来(其他焊接方法有较大限制);擅长焊接具有复杂外形(甚至是三维)的 制品;能够焊接其他方法不易达到的区域,易于控制,具有良好的适应性; 塑料激光焊接还具有焊接速度快、精度高、自动化、精密数控容易实现、成本 相对较低等优点,因此塑料激光焊接技术在汽车、医疗器械、含有线路板的塑 料制品、包装等

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