塑料焊接工艺大全

熱熱塑塑性性塑塑膠膠的的焊焊接接 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. 超超聲聲焊焊接接 U Ul lt tr ra as so on ni ic c W We el ld di in ng g 焊焊接接距距离离 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。 超超音音波波焊焊接接机机的的工工作作原原理理 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。 焊焊接接材材料料性性能能 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 ABS 95100+ 优 优 良 优 良 未填充的聚苯乙烯 PS 95100+ 优 优 一般 优 优 结构泡沫（苯乙烯） 90100 优 优 一般 良 差 橡胶改性聚苯乙烯 95100 优 优 良 优 良差 玻璃填充（达 30%）聚苯乙烯 95100+ 优 优 一般 优 优 SAN 95100+ 优 优 一般 优 优 ABS聚碳酸酯 PC（Cycoloy800） 95100+ 优 优 良 优 良 ABSPVC（Cycovin） 95100+ 优 优 良 良 一般 乙缩醛 6570 良 优 差 良 良 丙烯酸 95100+ 良 优 差 优 良 丙烯酸类多元聚合物（XT 聚合物） 95100 优 优 良 优 良 丙烯酸PVC（Kydex） 95100+ 优 优 良 良 一般 ASA （丙烯腈苯乙烯丙烯酸酯共聚物） 95100+ 优 优 良 优 良 甲基戊烯 90100+ 优 优 良 良 一般 改性聚苯醚（Noryl） 95100+ 优 优 一般差 良 优良 尼龙 PA 90100+ 优 优 一般差 良 一般 热塑性聚酯 PET PBT 90100+ 良 良 一般 良 一般 聚酰亚胺 8090 一般 良 差 良 一般 聚苯醚 PPO 95100+ 优 良 一般差 良 良一般 聚砜 PSF 95100+ 优 优 一般 良 良一般 丁酸酯 90100 良 良一般 良 差 差 纤维素塑料 90100 良 良一般 良 差 差 聚乙烯 PE 90100 优 优 良 良差 一般差 聚丙烯 90100 优 优 良 良差 一般差 结构泡沫（聚烯烃） 85100 优 优 一般 良 一般差 乙烯树脂 40100 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