塑料焊接已經(jīng)滲透到工業(yè)領域的各個零部件的加工,生活用品的生產(chǎn)都離不開塑料焊接技術。塑料焊接是熱塑性塑料二次加工的主要方法之一,利用熱塑性塑料受熱熔融的特點,憑著熱的作用,使兩個塑料部件的表面同時熔融,在外力的作用下,使兩個部件結為一體,稱為焊接。由于加熱的方式不同,塑料焊接可分為加熱工具焊接、感應焊接、摩擦焊接、超聲波焊接、高頻焊接、熱風焊接等。
1.熱板焊接和熱熔焊接
利用加熱工具,如熱板、熱帶或烙鐵對被焊接的兩個塑料表面直接加熱,直到其表面具有足夠的熔融層,而后移開加熱工具,并立即將兩個表面壓緊,直至熔融部分冷卻硬化,使兩個塑件彼此連接,這種加工方法稱為加熱工具焊接。它適用于焊接有機玻璃、硬聚氯乙烯、軟聚氯乙烯、高密度聚乙烯、聚四氟乙烯以及聚碳酸酯、聚丙烯、低密度聚乙烯等塑料制品。目前比較常見的如PP-R管件的連接就是使用了這種工藝。
2.高頻感應焊接
將金屬嵌件放在塑料焊件的表面,并以適當?shù)膲毫κ蛊鋾簳r結合在一起,隨后將其置于交變磁場內,使金屬嵌件因產(chǎn)生感應電勢生熱致使塑料熔化而結合,冷卻即得到焊接制品,此種焊接方法稱為感應焊接。這種焊接方法,幾乎適用于所有熱塑性塑料的焊接。
3.超聲波焊接
超聲波焊接也是熱焊接,其熱量是利用超聲波激發(fā)塑料作高頻機械振動取得的,當超聲波被引向待焊的塑料表面處,塑料質點就會被超聲波激發(fā)而做快速振動從而生產(chǎn)機械功,隨著再轉化為熱,被焊塑料表面溫度上升并熔化,非焊接表面處的溫度不會上升。超聲波是通過焊頭引入被焊塑料的,當焊頭停止工作時,塑料便立刻冷卻凝固。根據(jù)超聲波焊接機的結構,可以焊接各種熱塑性塑料。
4.高頻焊接(高周波焊接)
將迭合的兩片塑料置于兩個電極之間,并讓電極通過高頻電流,在交電電磁場的作用下,塑料中的自由電荷,自然會以相同的頻率(但稍滯后)產(chǎn)生反復位移(極化),使極化了的分子頻繁振動,產(chǎn)生摩擦,電能就轉化為熱能,直至熔融,再加以外力,相互結合達到焊接的目的,稱為高頻焊接。它適用于極性分子組成的塑料,例如聚氯乙烯、聚酰胺等制成的薄膜或薄板。
5.摩擦焊接
利用熱塑性塑料間摩擦所產(chǎn)生的摩擦熱,使其在摩擦面上發(fā)生熔融,然后加壓冷卻,就可使其結合,這種方法稱為摩擦焊接。此法適用于圓柱形制品。
6.熱風焊接
熱風焊接具有使用方便,操作簡單等特點,特別適用于塑料板材的焊接,這種加工方法是將壓縮空氣(或惰性氣體)經(jīng)過焊槍的加熱器,被加熱到焊接塑料所需的溫度,然后用這種經(jīng)過預熱的氣體加熱焊件和焊條,使之達到熔融狀態(tài),從而在不大的壓力下使焊接得以結合。
7.激光塑料焊接
在美國,激光焊接看來似乎發(fā)展成為了特別適合某些應用的連接方法,在這些應用中,與其它焊接方法如超聲波焊接、振動焊,熱平板焊接相比,激光焊接具有成本和性能方面的優(yōu)勢。
激光焊接的一大優(yōu)點是,它是采用非接觸式的加熱方式對塑料工件進行加熱,即使是復雜的三維待焊接面也可以被塑化。因此,紅外線焊接技術尤其適用于復雜曲面的零件以及大型結構性塑料零件。
隨著人們對輕量化工具需求的增大和塑料工業(yè)的迅速發(fā)展,塑料在生活中的應用將會越來越多,越來越廣,各種塑料的焊接方法也會得到長足的發(fā)展。就如塑料焊接技術水平已經(jīng)成為了衡量汽車生產(chǎn)技術水平及新材料開發(fā)水平的標志之一??梢陨钚牛鞣N塑料的焊接方法必將在各個工業(yè)領域發(fā)揮越來越廣的作用。