塑料焊接機(jī)，幾種常見的塑料焊接機(jī)及原理

　摘要：塑料焊接機(jī)廣泛應(yīng)用在我們的日常生活中，小編對塑料焊接技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)，查閱相關(guān)資料對塑料焊接的幾種技術(shù)的工具、操作、用途等進(jìn)行了簡述以及相互的對比。研究了塑料焊接方面的新技術(shù)，包括國內(nèi)研發(fā)的超厚塑料焊接技術(shù)，以及國外新興的激光焊接技術(shù)。總結(jié)了塑料焊接技術(shù)涉及到的行業(yè)領(lǐng)域，并對其中的汽車行業(yè)的塑料焊接技術(shù)進(jìn)行了重點描述。由此可以看出，塑料焊接機(jī)已經(jīng)滲透到工業(yè)領(lǐng)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(shù)。   

   關(guān)鍵詞： 塑料焊接機(jī)，超厚塑料，激光焊接，應(yīng)用，汽車行業(yè)   
    正文：   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(jié)為一體，稱為焊接。由于加熱的方式不同，塑料焊接機(jī)可分為加熱工具焊接機(jī)、感應(yīng)焊接機(jī)、摩擦焊接機(jī)、超聲波焊接機(jī)、高頻焊接機(jī)、熱風(fēng)焊接機(jī)等。   

（一） 幾種塑料焊接工藝概述

1． 加熱工具焊接   

　　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(jī)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，最實際的例子就是家用水管的焊接。
2． 中頻感應(yīng)焊接機(jī)

　　將金屬嵌件放在塑料焊件的表面，并以適當(dāng)?shù)膲毫κ蛊鋾簳r結(jié)合在一起，隨后將其置于交變磁場內(nèi)，使金屬嵌件因產(chǎn)生感應(yīng)電勢生熱致使塑料熔化而結(jié)合，冷卻即得到焊接制品，此種焊接方法稱為感應(yīng)焊接。這種焊接方法，幾乎適用于所有熱塑性塑料的焊接。前提條件是要預(yù)先在塑料焊接位置周圍置入金屬部件 ，交變磁場對金屬物質(zhì)作用，產(chǎn)生熱量，從而達(dá)到焊接目的。
3． 超聲波焊接機(jī)   

　　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(jī)械振動取得的，當(dāng)超聲波被引向待焊的塑料表面處，塑料質(zhì)點就會被超聲波激發(fā)而做快速振動從而生產(chǎn)機(jī)械功，隨著再轉(zhuǎn)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(dāng)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(jī)的結(jié)構(gòu)，可以焊接各種熱塑性塑料。

      1.焊接不同的塑膠產(chǎn)品需要制作不同的超聲波焊接夾具；

      2.需要在塑膠產(chǎn)品焊接結(jié)合面預(yù)先設(shè)計超聲波導(dǎo)熔線；

超聲波塑料焊接機(jī)的應(yīng)用案例有：

1、汽車零件：制造車身塑料零件，汽車車門、汽車汽車儀表、車燈車鏡、遮陽板、內(nèi)飾件、濾清器，反光材料、反光道釘、保險杠、拉索、摩托車用塑料濾清器、散熱器、制動液罐、油杯、水箱、油箱、風(fēng)管、尾氣凈化器、托盤濾板；

2、塑膠電子：預(yù)付費水表電表，通訊設(shè)備，無繩電話，手機(jī)配件，手機(jī)殼，電池殼，充電器、閥控式密封維護(hù)鉛酸蓄電池 ，3寸軟盤，U盤，SD卡，CF卡，ＵＳＢ接插件、藍(lán)牙；

3、玩具文具：文件夾，相冊，折盒，PP中空板，筆套，墨盒，硒鼓；

4、醫(yī)用日用：手表，廚具，口服液瓶蓋，點滴瓶蓋、手機(jī)飾件，金柔刷，日用品，衛(wèi)生用品，兒童用品，空氣床墊，衣架，刀柄，園藝用品，櫥具潔具，花灑，金柔刷，淋浴頭，防偽瓶蓋，化妝品瓶蓋，咖啡壺，洗衣機(jī)、空氣除濕機(jī)，電熨斗、電水壺、吸塵器，音箱金屬面蓋及土木格柵等。

4． 高頻焊接機(jī)，俗稱高周波焊接機(jī)   

　　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(fù)位移（極化），使極化了的分子頻繁振動，產(chǎn)生摩擦，電能就轉(zhuǎn)化為熱能，直至熔融，再加以外力，相互結(jié)合達(dá)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。   PVC，PE，PP薄片，具體案例有： 各種聚氯乙烯（PVC）為主的塑膠熔接、焊接、燙金等。吸塑包裝（包括上下雙泡罩熱合切邊，泡罩與紙板熱合切邊等），汽車內(nèi)飾件、坐墊、商標(biāo)、文具、貼紙、塑料封面、吹氣玩具、鞋類制品、雨帆、雨傘、雨衣、皮包、名牌、水床、遮陽板、車門板，各種包裝袋、手提軟袋等的熱合加工，各種凹凸開關(guān)的花紋圖案、字母文字的壓制。

5． 摩擦焊接機(jī)

　　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(jié)合，這種方法稱為摩擦焊接。此法適用于圓柱形制品。

6． 熱風(fēng)焊接機(jī)

　　熱風(fēng)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(yù)熱的氣體加熱焊件和焊條，使之達(dá)到熔融狀態(tài)，從而在不大的壓力下使焊接得以結(jié)合。

（二） 塑料焊接新技術(shù)
1．超厚塑料焊接
　此前一直困擾塑料制品企業(yè)的超厚塑料焊接技術(shù)難題在2008年9月得到了解決。河北衡水中成防腐設(shè)備工程有限公司研發(fā)的程控塑料焊接新技術(shù)，不僅實現(xiàn)了超厚塑料制品高質(zhì)量一次性焊接，而且可以廣泛應(yīng)用于聚丙烯、聚乙烯等材料。
技術(shù)采用預(yù)熱與螺桿擠出機(jī)一體化設(shè)計，焊接強度高、密封效果好。特別是對寬焊縫且厚度在30毫米以上的塑料制品，能一次焊接成形，焊縫機(jī)械強度接近被焊母體。經(jīng)測試，產(chǎn)品各項指標(biāo)完全達(dá)到德國焊接規(guī)范DVS2209-1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，可與德國MUNSCL公司技術(shù)相媲美，可以滿足國內(nèi)石化等行業(yè)對大型防腐設(shè)備的要求。
　目前，該技術(shù)已應(yīng)用于河北、山東等地的消毒劑萬噸項目、聚氯乙烯配管安裝、大型污水池聚氯乙烯軟塑襯里防腐、有機(jī)硅項目300立方米儲罐以及氯堿項目500立方米次氯酸鈉罐等工程項目。   
2．激光焊接
　在美國，激光焊接看來似乎發(fā)展成為了特別適合某些應(yīng)用的連接方法，在這些應(yīng)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(jìn)行加熱，即使是復(fù)雜的三維待焊接面也可以被塑化。因此，紅外線焊接技術(shù)尤其適用于復(fù)雜曲面的零件以及大型結(jié)構(gòu)性塑料零件。
　在各國對激光焊接技術(shù)的發(fā)展中，德國FRIMO公司的紅外線焊接設(shè)備非常給力，投資成本相對較低, 且效率較高。與其他焊接技術(shù)相比，其設(shè)備的投資成本可節(jié)省20%。
但是現(xiàn)在，激光焊接不為人們所熟悉是其得到廣泛應(yīng)用的最大障礙。   

   我們以汽車業(yè)為例，我們重點介紹一下塑料焊接技術(shù)在汽車業(yè)中的應(yīng)用。汽車用塑料分為兩種：一種是熱固性塑料，它們能夠經(jīng)受住普通的烘漆操作；一種是熱塑性塑料， 具有加工容易、快速的優(yōu)點。塑料的連接是其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
　在汽車制造中，蓄水池內(nèi)襯焊縫、大型熱塑性塑料通氣管道的組裝、塑料油（水）箱的制造等需要用到熱氣焊接技術(shù)；汽車散熱器上集水室、液壓油箱、聚丙烯共聚物蓄電池?zé)?、聚乙烯燃油箱加油管、?nèi)外部飾件和部件、前燈和尾燈、工具箱等加工需要用到熱工具焊接技術(shù)；汽車安全氣囊、儀表板、座位、內(nèi)面板等的焊接需要用到高頻焊接技術(shù)；儀表板、電動機(jī)殼、軸承保持架、燈罩、（駕駛室）雜物箱、透鏡、過濾器、閥門、空氣換向器（分流器）、氣流探測器等都需要用到超聲波焊接技術(shù)……

（四） 小結(jié)
　　隨著人們生活中對輕量化工具的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(yīng)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(shù)水平已經(jīng)成為了衡量汽車生產(chǎn)技術(shù)水平及新材料開發(fā)水平的標(biāo)志之一。可以深信，各種塑料的焊接方法必將在各個工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮越來越廣的作用。