塑料焊接不是一种技术 - 术语包括一系列继续发展,以满足广泛的装配需求。在市场上的粗略顺序和市场的粗略顺序中,塑料焊接技术包括:超声波焊接,振动焊接,激光焊接,红外焊接,旋焊,热处理和热板焊接。

在6月份,我们讨论了前三种技术。在这里,我们将讨论剩下的四个:红外,旋转,热处理和加热板焊接。

红外焊接

激光焊接使用红外热源的激光光以产生热量用于焊接。在光的光谱而言,激光器通常跨越可见光和光更宽,不可见的类别称为红外线之间的边缘。因此,塑料焊接红外焊接股许多具有激光焊接的相似的的下一个类别,同时提供更大的通用性。

红外线焊接是一种非接触式焊接方法,其在待连接的部件的配合表面之间的轮廓,金属箔发射器的位置。这些发射器可提供精确的隐形水平,为指定间隔的配合表面提供辐射热量,然后被移除使得加热的配合表面可以在焊接工具中被压缩和冷却,以产生强,气密和均匀的焊接。红外线焊缝干净,几乎没有颗粒和闪光。

由于红外发射器可以在大而复杂的表面和表面特征(接头,内壁,尖锐或弯曲边缘)上,因此可以在太大的零件上使用红外焊接,并且对于振动焊接方法太复杂。当涉及到材料时,红外线也非常通用:它可以加入广谱的塑料,包括高温热塑性塑料和半结晶树脂,如聚乙烯和聚丙烯。

由于其具有清洁,精确的焊缝的大型,轮廓部件,轮廓红外技术(CIT)的能力,在许多应用中变得越来越受欢迎。图7显示了包含CIT的红外焊接工具。该工具用于加热大部件,然后除去,使得部分半部可以在夹紧压力下焊接,以形成像流体储存器,空气管道或壳体的汽车仪表板或罩子罩部件。

旋焊

旋转焊接工艺,如超声和振动焊接,将两个热塑性部件的基于摩擦的方法。自旋焊缝被同时夹紧载荷下靠在第二,固定半旋转一个部分一半来实现。自旋产生所需的熔化材料的热量。一旦转动停止,各部分的时间以固化该键少量保持在一起。自然地,这两个部件之间的接头被焊接必须是圆形的。

系统元件包括齿条安装的致动器,该致动器包含用于旋转的电动机,并且气动缸或电动机以供应完成焊缝的夹紧压力。控制器管理旋转速度,致动器运动和压力,定时和焊接过程的其他参数。

在其他焊接技术上使用旋焊有许多优点。高强度气密密封可实现。焊接时间相对较短(一到两秒钟),在五到七秒钟范围内的总循环时间。该过程不是特定于超声波焊接的材料,其中大多数热塑性塑料能够加工。您还可以从不同的模塑方法(即注塑成挤压或吹塑部件)的焊接材料,只要配合零件的熔体流动指数和熔体温度非常相似。旋转焊接还容纳“远场”焊缝 - 其中焊缝的配合表面与相对于超声波焊接相对于喇叭接触表面相对较远(大于英寸)。使用伺服系统也可以在两部分之间取向。

根据所焊接的材料,旋转焊接的主要限制是由于连接过程而倾向于产生闪光和颗粒。并且,尽管有些关节设计(例如舌头和沟槽类型)使零件能够捕获焊接闪光,但无能够完全捕获旋转焊接期间产生的颗粒。此外,旋焊部件还必须在部件中包含定位/驱动功能,以便正确地定位,然后通过工具驱动或保持,使得在旋转焊接过程中没有滑动。

热加工

热处理是一种塑料连接技术,其利用与塑料直接接触的加热尖端软化并将其改革为所需的形状,如图10所示,在图10中所见。当用于安装插入件或其他金属部件时,尖端接触金属部件,将通过它转移到塑料中的热量,然后将金属部件驱动到塑料中,如图10所示,在底部。热处理与铆接和插入印刷电路板上的组件最密切相关,但可用于许多应用,例如锻炼,日期冲压和焊接过滤器,薄膜和箔。

热加工,与所有的过程,具有优点和缺点相比其他塑料的接合方法。一般而言,合适的塑料的范围比用于超声波焊接更宽热。该过程“温柔”,意思是它能够不损伤脆弱的部件,诸如那些常见的电路板来执行。然而,被插入或与该过程放样部件具有比超声波安装刀片更高插孔输出/扭矩输出值。这个过程是很容易扩展:多腔工具可以很容易的股权或插入大量的部件而不增加整个周期时间。该过程也运行安静,一般不会产生大量的颗粒物。

热处理的主要限制是它可能需要更长的循环时间。从尖端和通过塑料转移热量是控制因子。该因子通常可以通过机器/刀具设计抵消,该设计允许在每个周期中处理更大的批次。

热板焊接

热板焊接的主要优点是,几乎可以焊接任何形状部分,只要可以使热插入件匹配匹配部分半部的曲率。热板的另一个优点是产生的焊接闪光是固体和均匀的。它不会破坏或剥落,没有创建微粒闪光。这是医疗和一些商业和消费零件等市场的优势。热板焊接也可用于“纠正”熔化的熔体部分。该过程可容纳具有复杂形状的大型部件,可以在单个循环中焊接多个部件。

热板焊接工艺是简单的:零件被装入保持夹具,并与由加热元件和两个热插入的热板接触。一旦配合表面带至基体树脂的熔融温度,热板被移除并且部分结合到一起以形成焊接。接触所述塑料部件(热插入)模具通常涂覆有特氟隆作为脱模剂。特富龙是一种耐磨项目,以便热插入有定期进行重涂的预防性维护计划的一部分。

与其他焊接工艺相比,热板焊接的限制包括相对长的循环时间(30至50秒是典型的)和相对高的能量消耗。

选择最适合您的应用程序的过程

既然你有机会审查塑料部件装配和加入选项,可以使用一些指导来完成选择过程。

  1. 从材料开始。部分材料可以是加入过程选择中的关键限制因素。例如,当与烯烃材料如聚丙烯或聚乙烯如聚丙烯或聚乙烯一起使用时,可以限制超声波焊接的有效性,尽管所有其他方法通常非常有效地加入烯烃零件。类似地,不推荐超声波焊接用于加入热塑性弹性体,并且对连接复合材料具有有限的适用性。
  2. 然后,考虑零件大小,几何和结构。对于较小的零件,任何过程可以执行作业,只要材料与过程兼容。但随着零件尺寸的增加,考虑因素改变,基于工具尺寸,部件形状和部件设计和结构的限制。考虑以下例子:
    • 对于超声波焊接,工具尺寸 - 因此部分尺寸 - 是限制因素。用于超声焊接的频率越低(例如,15 kHz),所需的工具越大,最大值约为10“×10”相反的还是如此:更高的超声波焊接(例如,40 kHz)需要更小的工具,最大零件尺寸为约2.5英寸。“如果零件尺寸落在这些范围之外,则处理将需要多个超声波焊接或使用其中一个过程。
    • 部分几何形状 - 部分的复杂性及其焊接轮廓 - 可以是过程选择中的主要限制因素。某些过程容易容纳更复杂的几何形状,而其他过程则不能。而且,最近的技术创新,包括清洁振动和轮廓红外线,继续扩大经过验证的流程的能力来处理几何复杂零件。
    • 还必须考虑内壁和壁厚。由于其线性往复运动导致的振动焊接难以焊接长的不受支持的墙壁,而其他技术没有这些部件功能的问题。
  3. 考虑生产量和循环速度。许多过程,包括超声波,旋转和激光焊接将在几秒钟内处理组件,而热板焊接可能需要40至50秒。因此,在将完成工作的过程中,循环速度计数。注意,在许多情况下,可以在单个周期中调整工具以处理多个部分以提高吞吐量。
  4. 最后,评估资本设备的成本。虽然有时难以做到,但制造资本设备成本最后一次考虑是声音组装过程选择的关键。

如果您使用上面的标准缩小该字段,则您的最终选择将不仅适用于组装应用,而是整个生产过程的效率和输出。以开放的心态和“流程中立”方法进入决策过程。通过评估每个进程的优缺点,并且通过与设备和解决方案提供商密切合作,您肯定可以识别和开发一个适用于您申请的解决方案。