塑料焊接工艺大全

熱塑性塑膠的焊接通常認爲熱塑性焊接是不可逆的.少數工藝如感應焊接可生産可逆組裝件.至於選擇哪種方法應在製件沒計初作出,因爲焊接方法對製件設計的要求可能是重要的,且不同焊接方法同差別顯蓍.1.超聲焊接2.振動焊接3.旋轉焊接4.熱板焊接5.感應焊接6.接觸(電阻)焊7.熱氣焊接8.擠出焊接熱氣焊接技術通常用來焊接塑膠管,片或半成品製品而不是注塑成型製件.但許多熱塑性模塑製件,特別是熱塑性汽車盤是用熱氣焊接技術修復的,另外熱氣焊接有時用來製備塑膠樣模製件.超聲焊接UltrasonicWelding焊接距离近距离焊接指被焊接位距离焊头接触位在6mm以内，远距离焊接则大于6mm，超声波焊接中的能量在塑料件传递时会被衰减地传递。衰减在低硬底塑料里也较厉害，因此，设计时要特别注意要让足够的能量传到加工区域。远距离焊接，对硬胶（如PS，ABS，AS，PMMA）等比较适合，一些半晶体塑料（如POM，PETP，PBTB，PA）通过合适的形状设计也可用于远距离焊接。超音波焊接机的工作原理是通过振荡电路振荡出高频信号由换能器转化成机械能（即频率超出人耳听觉阈值的高频机械振动能），该能量通过焊头传导到塑料工件上，以每秒上几十万次的振动加上压力使塑料工件的接合面剧烈摩擦后熔化。振动停止后维持在工件上的短暂压力使两焊件以分子链接方式凝固为一体。一般焊接时间小于1秒钟，所得到的焊接强度可与本体相媲美。超声波塑料焊接机可用于热塑性塑料的对焊，也用于铆焊、点焊、嵌入、切除等加工工艺。根据产品的外观来设计模具的大小、形状。焊接材料性能适合超声波的材料：ABS,Acrylic,PC，PS,SAN，PVC，丙烯酸等非结晶聚合物不合适超声波的材料：PP,PA等半结晶体各种热塑性塑料的超声波焊接性材料焊缝强度百分数点焊铆接与埋植成型焊接距离近场焊远场焊ABS95－100+优优良优良未填充的聚苯乙烯PS95－100+优优一般优优结构泡沫（苯乙烯）90－100优优一般良差橡胶改性聚苯乙烯95－100优优良优良－差玻璃填充（达30%）聚苯乙烯95－100+优优一般优优SAN95－100+优优一般优优ABS－聚碳酸酯PC（Cycoloy800）95－100+优优良优良ABS－PVC（Cycovin）95－100+优优良良一般乙缩醛65－70良优差良良丙烯酸95－100+良优差优良丙烯酸类多元聚合物（XT聚合物）95－100优优良优良丙烯酸－PVC（Kydex）95－100+优优良良一般ASA（丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯共聚物）95－100+优优良优良甲基戊烯90－100+优优良良一般改性聚苯醚（Noryl）95－100+优优一般－差良优－良尼龙PA90－100+优优一般－差良一般热塑性聚酯PETPBT90－100+良良一般良一般聚酰亚胺80－90一般良差良一般聚苯醚PPO95－100+优良一般－差良良－一般聚砜PSF95－100+优优一般良良－一般丁酸酯90－100良良－一般良差差纤维素塑料90－100良良－一般良差差聚乙烯PE90－100优优良良－差一般－差聚丙烯90－100优优良良－差一般－差结构泡沫（聚烯烃）85－100优优一般良一般－差乙烯树脂40－100良良－一般良一般－差一般－差异种材料的焊接：在焊接异种材料时，两材料之间的熔点差不应超过22℃，分子结构应相似。各种塑料的超声波焊接相容性超声波塑料焊接机由气压传动系统、控制系统、超声波发生器、换能器及工具头和机械装置等组成。1、气动传动系统包括有：过滹器、减压阀、油雾器、换向器、节流阀、气缸等。工作时首先由空压机驱动冲程气缸，以带动超声换能器振动系统上下移动，动力气压在中小功率的超声波焊接中气压根据焊接需要调定。2、控制系统控制系统由时间继电器或集成电路时间定时器组成。主要功能是：一是控制气压传动系统工作，使其焊接时在定时控制下打开气路阀门，气缸加压使焊头下降，以一定压力压住被焊物件，当焊接完后保压一段时间，然后控制系统将气路阀门换向，使焊头回升复位；二是控制超声波发生器工作时间，本系统使整个焊接过程实现自动化，操作时只启动按钮产生一个触发脉冲，便能自动地完在本次焊接全过程。整个控制系统的顺序是：电源启动一触发控制信号气压传动系统，气缸加压焊头下降并压住焊触发超声发生器工作，发射超声并保持一定焊接时间去除超声发射继续保持一定压力时间退压，焊头回升焊接结束。3、超声波发生器（1）功率较大的超声波塑料焊接机，发生器信号采用锁相式频率自动跟踪电路，使发生器输出的频率基本上与换能器谐振频率一致。（2）功率在500W以上的超声波塑料焊接机所用发生器采用自激式功率振荡器，也具有一定的频率跟踪能力。4、超声波焊接机使用的声学系统，主要是有换能器和工具头构成的。一、打开电源无显示原因：保险丝熔断解决方法：1、检查功率管是否短路2、更换保险丝二、超声波测试无电流显示原因：1、功率管烧毁2、高压电容烧毁3、继电器控制线路部分有故障解决方法：更换相关烧毁零件三、起声波测试电流偏大、过载原因：1、焊头没锁紧或有裂纹2、若不带焊头，电流大，此换能器或二级杆老化或有裂纹二、3、功率管特性有变异或烧毁4、功率放大电路部分有故障解决方法：更换相关零件四、焊接时电流偏大、过载原因：1、气压偏高2、焊头过大，冲击电流大3、触发压力高，延迟时间长4、二级杆变比偏高解决方法：1、调低气压2、使用较大功率机型3、调低触发压力，减少延迟时间三、4、换用低倍数二级杆五、触发触发开关焊头不落原因：1、急停开关未复位2、触发开关不能同时触发或其中一个接触不良3、程序控制板有问题解决方法：1、将急停开关复位2、检测使两个触发开关能同时触发3、检测程序板排除故障，一般为IC问题六、触发触发开关后，超声时间非常长或者保压时间非常长原因：焊接时间或保压时间波段开关断路解决方法：调整波段开关触点，使之接触良好七、触发触发开关后，超声波不能触发原因：1、压力触发开关损坏2、程序板有问题解决方法：1、更换压力触发开关或小弹簧2、检测程序板排除故障，一般为IC问题四、一、超声波金属焊接机的工作原理：当超声波发生器施加功率于换能器，换能器的振动通过变幅杆得到机械振幅放大，并传到工具头；强烈的超声振动力在垂直压力作用下加到被焊物上，使两金属间产生高频摩檫。换言之，由于超声振动力和垂直压力的共同作用的结果，使该被焊区域内金属原子互相扩散，或在相互接近状态下进行固态接合，从而使两金属焊面发生了连接。二、适用范围：超声波金属焊接是一种环保、节能、高效、高可靠性的焊接方法，可广泛的应用于铜、铝、镍等金属材料的线、带、片、网、箔等形状的不同工艺的焊接。五、在超声波焊接机机器使用下，对于有故障的超声波塑焊机，不应急于动手，应先询问产生故障的前后经过及故障现象。对于不是很熟悉的超声波塑焊机，还应先熟悉电路原理和结构特点，遵守相应规则。拆卸前要充分熟悉每个电气部件的功能、位置、连接方式以及与周围其他器件的关系，在没有组装图的情况下，应一边拆卸，一边画草图，并记上标记。先外部后内部应先检查所维修的超声波设备有无明显的维修历史、超声焊接时的状况，超声波模具的温度，使用年限等，然后再对机内进行检查。拆前应排队周边的故障因素，确定为机内故障后才能拆卸，否则，超声波点焊机盲目拆卸，可能将设备越修越坏。先机械后电气首先你要先排除超声波模具方面的问题后，再进行电气方面的检查。检查电路故障时，应利用检测仪器寻找故障部位，确认无接触不良故障后，再有针对性地查看线路与机械的运作关系，以免误判。先静态后动态在塑料焊接机设备未通电时，判断电气设备按钮、接触器、继电器以及保险丝的好坏，从而判定故障的所在。通电试验，听其声、触摸、测参数、判断故障，最后进行维修。先清洁后维修超声波焊接机对污染较重的电气设备，先对其按钮、接线点、接触点进行清洁，检查外部控制键是否失灵。许多故障都是由脏污及导电尘块引起的，一经清洁故障往往会排除。根据维修详细知识是由威海华特超声科技有限公司提供，而且对专业生产超声波焊接机和塑料焊接机,拥有技术精湛和经验丰富技术支持。超聲焊接在20-50kHz的頻率範圍內發生,其一般振幅範圍爲15-60um.在低達15kHz(較高振幅)的聲頻有時用於較大製件或較軟材料.焊接過程通常在0.5-1.5s內發生.焊接工藝孌量包括焊接時間,焊頭位置和焊接壓力.超聲焊接設備通常用來焊接中,小尺寸的熱塑性塑膠製件,而很大的製件可用多點焊接.超聲焊接方法可根據焊接時間或焊縫位置(塌陷距離)或焊接能量控制.也對焊接壓力和冷卻時間提供附加控制.超聲焊接設備一般不是在20kHz就是在40kHz頻率下運行.20kHz裝置更常用.接頭設計:第一類即最常用的接頭類型,在被連接表面的垂直方向上利用超聲振動.對接和Z形接合歸入這一類,適用於多數聚合物.第二類超聲焊接接頭包括與接頭表面平行的振動,形成剪切狀態.各種類型的剪切和嵌接歸入第二類.能量控制囂接點與無定形材料一起使用最佳,圖1所示較大的能量控制囂結可在一些不密閉的半結晶材料中應用.對接接頭不良的對接接頭設計焊接時間過長焊接能量過大擠出焊體導致外觀缺陷改出的對接接頭設計焊接時間縮短焊接能量減少擠出的溢料(可見)帶有能量導向囂的對接接頭附加的溢料收集囂焊接面積減少擠出熔體沒有形成品外觀無缺陷Z形接頭改進的耐剪切性有助部件定位擠出熔體沒形成外觀缺陷典型的能量控制囂尺寸/mm無定形聚合物半結晶聚合物小部件大部件小部件大部件尺寸h@@圖1無定形和半結晶聚合物所用的能量導向囂的近似尺寸此圖所示的焊接接頭是對普通能量控制接頭設計的獨特的改進.下面式件用一個粗糙或有紋理的表面改進.將會提高焊接質量,焊接強度和焊接完成的容易程度.其他許多有紋理的接頭外形也是可行.溢料問題可通過把溢料污染槽引入接關設計中而降低,爲安全,一般溢料槽設計至少10%的過度體積容量.＊緊壓接頭:爲了使溢料形成的可能性最小,緊壓接頭設計的目的是阻擋熔體或將熔體保持在熔區內.緊壓接頭對半結晶的塑膠材料如尼龍是有用的.因爲接關結構更複雜,緊壓接關所需的製件配合公差相對嚴格.與三角能量導向囂焊接相比,較大的接頭結構也需要附加振幅和焊接能量.典型的緊壓焊接幾何結構如圖2所示.15°錐度圖2典型的超聲緊壓焊接結構製件找平簡單對接沒有任何措施解決製件相互找平或對中.製件找平更適於用模塑定位銷或雙頭螺完成.而z形接能自動找平,且在使用時耐拉伸且改進了搞剪切負荷性.並能消除外部溢料.或0.20-0.64mm或0.20-0.64mm滑動間隙圖3超聲焊接工藝用的典型z開接頭設計(a)焊接前的z接頭:(b)焊接後的z形接頭:(c)改進的z形接頭:臺階附帶肩部掩蓋了不平性,結果使外觀改進＊槽舌接合不但提供了剪切強度而且提供了拉伸強度.這種接合是自對中的,接合區域的壁厚必須相對大以適應槽舌接合設計.另外,製件公差要求相對嚴.間隔加強筋改善了接頭找平.圖4超聲焊接工藝用的典型槽舌接合設計＊剪切接頭當焊接半結晶聚合物（或其他難以焊接的聚合物）和需要密封接頭號時，一般推薦使用剪切接。需要高強度，高質量接碚的環形和矩形製件都用剪切接頭。剪切接頭號具有搭接製件壁部分，當接頭被焊接和相互依次嵌入時，搭接部分産生公差和局部剪切。爲了促進製件找平，接頭包含了調節部分。爲了集中熔融能量，一邊上的阻礙物的頂角在初始接觸面上降低。因爲融化材料的溫度在整個接觸面上保持一致，製件被焊接時，兩表面熔融均勻。深度爲1.0-2.0mm的使用0.13-0.5mm範圍內的公差值。爲了防止在焊接過程中由於公差而産生的外部側壁翹曲，垂直的製件應盡可能淺，但在一邊用剪切製件改進的槽舌接頭可與較深的拉伸製件一起使用，提供中壁接頭，它使由於公差而産生的側壁翹曲最小。如圖5所示。圖5典型的超聲焊接剪切接頭設計和典型的中壁組裝剪切接頭設計（a）焊接前的部件；（b）焊接後的部件1-槽舌剪切接頭：有助於阻止部件向內彎曲；2-支撐夾具：目的是在焊接過程中阻止下面部件壁向外彎曲；3-上面的部件；4-下面的部件＊斜坡接合斜坡接合設計也可爲無定形和半結晶聚合物提供高強度密封接頭。斜坡接合是自固定的且最適合小尺寸