从1996年到1999年，斯隆冲水伴侣公司(Sloan Flushmate)使用振动焊接将其同名产品的压力容器的上下两部分连接起来，这是一种压力辅助装置，可以在冲厕所时排空马桶，然后再重新填充。这两个部件都是注塑成型的，由30%的长玻璃纤维增强聚丙烯制成。

虽然偶尔有客户抱怨压力容器在这段时间内发生泄漏，但在1999年，有更多的客户投诉。这导致公司召回冲水炉，并确定了焊缝泄露的原因。

原因有三：

*在接合界面处的树脂耗尽区域；

*在某些键合线区段中断能量输入；和

*模制零件接触面的平整度变化。

在进行这项分析后不久，该公司研究了其他焊接技术来组装压力容器。

斯隆Flushmate的首席运营官乔•博斯曼(Joe Bosman)表示:“我们对热板法进行了测试和评估，但事实证明这种方法不可靠。”“然后我们研究了电磁焊接，并请了一家供应商来讨论我们的问题。我们很喜欢我们所听到的，但被告知，在我们的生产设施完全使用电磁焊接技术之前，还需要一段过渡时期。”

博斯曼表示，过渡期持续了两年，非常昂贵，因为他们所有的主要工具和产品模具都必须重新设计，以与他们购买的三种电磁焊接系统兼容。但是，组件的材料组成不必改变。

在过渡期间，Sloan Flushmate继续使用振动焊接。自2001年该公司开始专门使用电磁焊接以来，压力容器在焊缝处发生泄漏的情况已经非常罕见。

该技术给斯隆- Flushmate公司留下了深刻的印象，该技术还被用于在Flushmate容器上焊接一个压力调节器。此外，该公司还在其制造工厂安装了三个以上的系统，在其供应商工厂安装了三个系统，其中一个调节器组件的焊接工作已经完成。在这两个地点之间，斯隆Flushmate每周生产25,000台，还有25%的产能空间。

博斯曼说：“对于我们开发的任何需要单向组装、不需要维修的新产品，我们肯定会尝试采用电磁焊接。”。

获得支持

一些制造商认为电磁或感应焊接是一种更好的焊接高填充热塑性塑料的方法，而不是热或摩擦焊接，或者使用粘合剂。热焊接方法，例如热板，用压板或气体直接加热热塑性部件。然而，这些方法需要一个陷阱来隐藏焊缝闪光，并且通常需要焊后修整或清洁。

摩擦方法包括振动，超声波和旋转，通过将两个紧密的保持部件在一起来产生热量。不幸的是，它们将产品暴露于剧烈的接触过程，可以产生颗粒或污染。这对于精密零件，具有内部组件的产品或需要精确部分对齐的应用尤为负面。

至于胶粘剂，它们往往不能在低表面能热塑性塑料(如烯烃)之间提供足够强的粘结。因此，塑料界面的预处理往往是必要的。

基础知识

电磁焊接利用感应能量加热一种特殊的磁性活性材料，将两个热塑性部件熔合在一起，形成聚合物与聚合物的连接。可用于手动、半自动、全自动流水线上大、小部件的连接。

使用电磁焊接，熔合温度快速有效地建立在关节内，而不会对装配部件施加过大的应力。在实践中，聚变所需的时间范围从小于1秒的小组件，到10到60秒的大组件(2到20多英尺的粘合线)。

这个过程需要四个部件：感应发电机、工作线圈、夹具和粘合材料。感应发电机将频率为50至60赫兹的输入电能转换为13.56兆赫的恒定输出频率。

工作线圈或电感器是一个水冷的铜线圈，它产生激活粘结材料所需的磁场。

夹具由两个鸟巢组成，以保持和定位工作线圈附近的零件。一个巢是可移动的，另一个是固定的。这种巢通常由非导电材料制成，并与附在气动压力机上的夹紧装置相结合。靠近工作线圈的金属元件必须屏蔽，以免减少接头处的磁通。

Emabond Solutions总经理兼管理合伙人Steve Chookazian表示:“这种粘合材料是针对每种应用而专门配制的，通常具有基本聚合物的特性。”“这种材料由悬浮在热塑性基体中的微米大小的铁磁粒子组成，也被称为感受器。”

颗粒可以是铁、不锈钢、陶瓷或其他磁性材料。它们的类型、数量和尺寸会影响加热性能和效率，被连接的材料，以及在某些情况下，与必须符合NSF国际标准的应用程序的兼容性。或食品和药物管理局的标准。

在接合之前，电磁材料沉积在接合处。将配合零件放在一起并放置在夹具内。

在键合过程中，线圈被激活，将粒子短暂暴露在13.56兆赫的高频磁场中。这些粒子每秒振荡多次，并迅速产生达到聚变温度所需的热量。

在几秒钟内，材料熔化并在压力下流入接合腔内的空隙和不规则表面。材料的热量传导到对接零件表面，使它们在接合界面处熔合。

良好的接头设计对焊接的最终成功至关重要。接头设计包括平对平、平对槽、舌和槽、剪切和台阶。

扩展功能

近年来，供应商改进了他们的设备和粘接材料。Emabond焊机现在具有固态射频(RF)发电机和一个灵活的电力传输系统。

这些发电机以13.56兆赫的稳定频率运行，比老式焊机产生更节能的焊接过程，老式焊机的特点是管式发电机的频率从2兆赫到8兆赫不等。

该系统基于射频转换技术，提高了客户的产品设计能力、焊接过程控制和反馈能力。该系统具有电源、控制器和配套网络。根据焊机使用的不同，电源输出功率从300瓦到5千瓦。

控制器提供自我诊断，并精确地控制粘合线的能量 - 包括斜坡的电源级或功率脉冲 - 大大扩大制造商的焊接能力。用户可以执行精确的点焊，均匀的不规则几何焊接，多个关节几何形状的顺序焊接以及多种焊接线的同时焊接。

此外，该系统允许焊接更高温度的热塑性塑料（500华氏度或更高）、具有内部金属部件的热塑性塑料和具有非塑性部件的热塑性塑料，例如金属和精密电子元件，这些部件靠近或捕获在焊缝内。

“该系统的移动匹配网络使电磁焊接成为一个动态过程，”Chookazian说。“它允许电源与焊接部分一起移动，或让焊接部分通过一个固定的射频电源。用户可以轻松地进行薄板和薄膜的连续焊接，并创建超过20英尺的平对平焊缝线。”

该系统还为制造商提供了通过将焊接工作站连接到独立PC或网络服务器来获取焊接数据的选择。制造商可以捕获数据，包括焊接循环加热和冷却时间、向前和反射功率以及焊接位移，并将其保存在Excel文件中。数据采集包包括软件、外部以太网端口和以太网卡。

Emabond还开发了高性能的粘合材料，可以以各种形式提供，以满足个体的应用要求。传统形式包括：冲压垫圈，股线，挤压轮廓，胶带和条带。这些新材料配制有粘受体颗粒基质，可提高加热效率和熔体特性，因此它们可与较宽的热塑性塑料一起使用，其具有短至100瓦的功率。Chookazian表示，配方是专有的，但在商业化过程中。

Hellerbond最近推出了专有的高性能粘接材料，与该公司的标准配方粘接材料相比，可以减少50%至75%的焊接时间。

“举个例子，如果一个标准的焊接材料需要20秒左右的时间，那么一个高性能的焊接材料可能需要4到10秒，”Hellerbond的副总裁Robert Johnson说

约翰逊表示，这些材料更容易产生较强的焊接和焊接高温和焊接高温和或高填充的工程树脂。它们可以定制配方，以创造肉眼或彩色焊缝几乎看透的半透明焊缝，因此它们与热塑性件完全匹配。

此外，高性能材料允许焊接，以前是不切实际或不可能的。一个例子是一次焊接30英尺或更长，没有扫描。

“高性能材料不受频率限制，所以它们可以在比标准材料更低的功率下工作更长的线圈。因此，即使由于线圈很长而导致频率下降，它们也会继续加热并粘接热塑性部件。”

防漏产品

绝大多数使用电磁焊接的制造商可以为防漏容器，罐或其他容器进行。海牙优质用水国际采用该过程焊接其水柔软液体泵的压力容器和用于国内和轻型商业水软化剂的水上清洁III控制阀。

当焊接压力容器，海牙连接三个组件(上半部和下半部，中间屏幕)与一个焊接持续约60秒。

海牙水质公司(Hague Quality Water)的总工程师罗杰•莱因哈特(Rodger Rhinehart)表示:“该容器过去是通过振动焊接组装的，但它在外部造成了闪光，因此必须切断。”电磁焊接消除了闪光，并且需要安装有6个螺钉和一个密封的中心屏幕。”

在Hydro-Clean III控制阀的组装中也进行了单个焊接，该控制阀可以拧到任何标准软水器的水箱上。焊接持续约4秒，连接两个内部组件。

另一家得益于电磁焊接的制造商是Zodiac Pool Systems Inc.，该公司焊接其AquaPure氯化器和Nature2消毒器的容器。由ABS制成，AquaPure容器由上下两部分组成，焊接时间为10秒。

Nature2容器由聚丙烯制成，经过电磁焊接大约1年半。焊接持续30秒。

Zodiac Pool Systems的制造工程师Curt Spivey表示:“直到大约4年前，AquaPure容器还使用粘合剂进行组装。”“但它很混乱，导致质量不一致。我们需要一种水密系统，而电磁焊接技术在水密产品的制造方面有着良好的记录。”