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塑料摩擦焊接与振动焊接技术介绍

2021-10-21 18:19
热塑性塑料零件的焊接是基于分子链的扩散。它需 要高温、压力和时间,以获得良好的机械连接。热塑性塑料中的聚合物分子具有线性或支化结构,分子之间不相互交联,易于发生相对滑动,因此通过利用热能等媒 介物质、连续应力等均可使聚合物分子发生相对滑动或流动,而实现焊接途径。塑料焊接是一种基于自粘接过程的塑料连接工艺。下面为大家介绍两种常见的塑料焊接工艺摩擦焊接与振动焊接技术。

塑料摩擦焊接技术


利用热塑性塑料之间摩擦所产生的摩擦热而使其在摩擦表面发生溶化,而后在加压的情况下冷却而结合,这种结合的方式称为摩擦焊接。此法最适用于圆柱形的制件。
 
其操作为,一般将一个塑件固定在车床或钻床的车头上,并使其旋转(待焊面的边缘转动线速度为100-500m/min),将另一个塑件静止地固定在车床尾座或钻床的底部,抵紧两个部件使其在接合面上发生强烈的摩擦,抵紧的压力一般为0.098-0.988MPa,视待焊塑料的刚度和强度而定。待有足够的塑料溶化后立即停车而使其冷却。冷却时,两个塑件仍然应该按照规定的压力相互抵紧,以免接合处存在气泡等。为增加焊接质量,此时所用的压力也可比摩擦时规定的大,冷却后,两个塑件能熔接称为一个整体。在操作过程中,抵紧塑件之间的压力不应过大,摩擦时间也不能过长,否则均将增多熔融塑料的溢出。此外,提高旋转速度将会增大熔融塑料向塑件外表面溢出等。
 
摩擦焊接的优点是生产率高、容易实现自动化和机械化;用一种材料焊接时,其接头性能好,设备简单,操作方便。摩擦焊技术适用范围广,可焊接汽车半轴、气门、安全气囊、涡轮增压器、连身齿轮、连轴齿轮、等速万向节、前悬架等。目前,国内汽车的许多部件多采用传统工艺加工,费料、费工。而国外已大量应用了摩擦焊等先进工艺。
 

塑料振动焊接技术

 
振动焊接也是通过连接表面之间相互摩擦生成的热量进行焊接的。与旋转摩擦焊接不同的是,摩擦沿着表面方向进行直线摩擦;与超声波焊不同的是,振动频率较低,只有120-240Hz。振动是通过两个塑件之间的线性相对运动产生的,直线摩擦焊非常灵活,可焊接形状复杂的、尺寸较大的零件,这是其他塑料焊接方法所不能实现的。
 
振动焊接的主要焊接参数是振动幅度,频率,焊接压力盒时间。振动频率在120-240Hz之间。振幅一般不大于5mm,振动频率较大时以及将一塑件焊到凹槽中时,振动幅度均应选得小一些。焊接高熔点热塑性塑料时,振动幅度一般选择为0.5mm。焊接压力一般选择在1.4-1.75MPa之间。当工件表面溶化后应降低压力,使尽可能的熔化的塑料保留在连接区域中,提高接头强度。振动焊接所需要的时间取决于塑件的熔点,熔点越高,所需的时间越长,一般在1-10s之间,而凝固时间一般小于1s。缩短焊接时间不但提高生产率,还可提高接头强度。
 
几乎所有的热塑性塑料均可通过振动焊接。最适合于焊接注射模压成型或压制成型的工程热塑性塑料,还可以焊接含氟聚合物、聚酯弹性体等超声波不能焊接的塑料。这种焊接方法已经广泛用于汽车工业、塑料压力容器制造业。适用范围:蓄电池、汽车水箱、汽画油壶其他管路产品及容器、汽油过滤器或其他过滤心产品、各类车灯汽车电机零件、传感器、曲型管、尼龙产品及尼龙加织等产品。