超聲波技術在塑料件焊接中的應用

　隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，塑料以其重量輕、比強度高、耐腐蝕、易加工等優(yōu)點廣泛用于國民經(jīng)濟和人民生活的各個領域。但是，由于加工工藝等方面的原因，很多結構復雜的產(chǎn)品不能一次加工成型，需要把多個零部件無縫連接到一起，大體有兩種方法：粘接和焊接。一般來將，粘接工藝生產(chǎn)效率低并且膠粘合劑都有一定的毒性，容易引起環(huán)境污染和危害生產(chǎn)人員健康的不良后果。所以，用超聲波技術來進行塑料焊接的工藝得到了越來越廣泛的應用。

  　在實際生產(chǎn)過程中，并不是所有的塑料材料都可以進行焊接，能夠被激光焊接的塑料均屬于熱塑性塑料，只有分子結構相同或相近的熱塑性塑料才能進行焊接，在焊接面上是分子間的化學結合，所以母體材料越相近，焊接效果越好。下圖是一些常見塑料焊接相容性的比較。我們還需要考慮到影響焊接質量的因素才能得到較好的焊接效果。在進行焊接時，壓力、時間、吸熱量（熔融量）是確保焊接質量的三要素。

1.焊接壓力

   　對焊接表面施加適當?shù)膲毫?，焊接材料將由彈性向塑性過渡，還可以促進了分子相互擴散并擠去焊縫中的殘余空氣，從而增加焊接面密封性能。

2.焊接時間

    要有適當?shù)臒崛蹠r間和足夠的冷卻時間。當熱功率一定時，時間不夠會出現(xiàn)虛焊，時間過長會造成焊件變形，熔渣溢出，有時還會在非焊接部位出現(xiàn)熱斑（變色）。必須保證焊接面吸收足夠的熱量達到充分熔融的狀態(tài)，才能保證分子間充分擴散融合，同時必須保證足夠的冷卻時間使焊縫達到足夠的強度。

3.熔融量

   熱熔時間和熱功率協(xié)調調整才會的到最恰當?shù)娜廴诹浚ＷC足夠的分子間融合，消除虛焊的現(xiàn)象。除了焊接設備和操作人員技能水平外，來之于塑料內(nèi)部或外部的各種因素，對焊接質量有一定的影，應當引起重視。

塑料的吸濕性

    如果焊接潮濕的塑料制品，內(nèi)含的水分會在受熱后化為蒸汽跑出而在焊面上出現(xiàn)氣泡，使焊接面密封性能減弱。吸濕較為嚴重的材料有PA、ABS、PMMA等。用這些材料做的制品，焊前必須進行干燥處理。

塑料中的填充物

    如玻璃纖維、滑石粉、云母等，它們改變了材料的物理特性。塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接質量有很大的關系。填充物含量低于20%的的塑料可以正常進行焊接，不需要進行特殊的處理。填充物含量超過30%時，由于表面塑料比例不足，分子間融合的不夠，會降低密封性。

焊接面的清潔

　　焊接表面必須清潔沒有雜質，才能保證足夠的焊接強度和氣密性。

　　在選取正確的可焊接的材料和排除了影響焊接效果的不利因素外，還要根據(jù)材料種類和制品形狀、成本的的高低采取適當?shù)暮附臃椒?。按所采用的加熱軟化方式的不同，塑料焊接方法可分為通過外加熱源軟化、通過機械運動方式軟化、種和通過電磁作用軟化幾種。

通過外加熱源方式軟化的焊接技術有以下幾種：

熱板焊接

   可能是最簡單的塑料焊接技術，但這種方式特別適合于需要大面積焊接面的大型塑料件的焊接，一般是用平面電熱板將需焊接的兩平面熔融軟化后迅速移去電熱板合并兩平面并加力至冷卻。這種方法焊接裝置簡單，焊接強度高，制品、焊接部的形狀設計相對來說比較容易。但由熱板產(chǎn)生的熱量使制品軟化，周期較長；熔融的樹脂會粘附到電熱板上且不易清理（電熱板表面涂F4可減輕這種現(xiàn)象），時間長了形成雜質影響粘接強度；需嚴格控制壓力和時間保證適當?shù)娜廴诹浚划敳煌N類的樹脂或金屬與樹脂相接合時，會出現(xiàn)強度不足的現(xiàn)象。

熱風焊接

   當熱風氣流直接吹向接縫區(qū)時，導致接縫區(qū)和與母材同材質的填充焊絲熔化。通過填充材料與被焊塑料熔化在一起而形成焊縫。這種焊接方法焊接設備輕巧容易攜帶，但對操作者的焊接技能要求比較高。

熱棒和脈沖焊接

  這兩項技術主要用在連接厚度較小的塑料薄膜的焊接。并且這兩種方法相似，都是將兩片薄膜緊壓在一起，利用熱棒或鎳鉻絲產(chǎn)生的瞬間熱量完成焊接。

通過機械運動方式軟化完成焊接的方法有：

按運動軌道可分為直線型和旋轉型

  直線型可用于直線焊縫的焊接和平面焊接的焊接，旋轉型可用于圓形焊縫的焊接。在利用壓力下的兩部分在摩擦過程中產(chǎn)生的摩擦熱量使接觸部分的塑料熔融軟化，對正固定直到凝結牢固。