功能塑膠件的連接

塑料因其具有質輕、耐沖擊性好、具有較好的透明性、絕緣性好、成型性好、着色性好、加工(gōng)成本低等諸多優點，被廣泛應用于汽車(chē)部件、電子電器和工(gōng)業消費(fèi)品中(zhōng)。技術工(gōng)程師及應用開(kāi)發技術人員(yuán)經過長期的研究和應用實踐，開(kāi)發出很多不同的塑料連接方式。

1.塑料鉚焊接技術

用來連接由不同材料制造的制件,使熱固性塑料與熱熔性塑料制件間實現相互連接，或使塑料制件與金屬連接。

原理：利用模塑件上預留固有的塑料鉚柱、肋翼、立筋,對應穿過沖壓成形金屬闆結構上預制孔壓緊，金屬表面凸出部分(fēn)鉚柱(熱樁) 在受控熱融軟化後再用特制金屬成型鉚頭壓緊冷卻重新成型并夾緊。

利用特定形狀的鉚頭可以實現塑料鉚柱的埋頭鉚接(齊平鉚接)、半球鉚接 圓弧翻邊鉚接立筋肋條狀鉚接、機械鍛壓、折邊鑲嵌包覆等，實現不同材質的材料機械鉚合組裝在一(yī)起的連接方式， 連接部位不易脆化、美觀、牢固、密封性好，從而實現結構的**化設計，充分(fēn)利用各種材料的機械特性**組合，極大(dà)地提高整體(tǐ)組件的性能，整體(tǐ)結構耐沖擊，從而達到最完美的配合，尤其适合于長期機械振動、環境溫度及濕度變化範圍大(dà)，自然環境極其惡劣的場合。

2.感應加熱焊

感應焊接是一(yī)門簡單、快捷、可靠的塑料焊接技術。該技術是通過感應加熱向設計接頭**輸出能量，接頭處的植入材料選擇吸收能量、熔化和流動以填滿接頭。塑料感應焊接商(shāng)業應用已有三十多年曆史，在焊接壓力容器和其它高要求零件（需高強度和外(wài)形美觀的結構、密封接頭）方面獲得了持續成功。

特點：感應焊接是一(yī)種非常快速(一(yī)般3~10s；甚至隻1s)和多樣化的焊接方法，焊接強度多數情況下(xià)都能符合使用要求。缺點是: 焊縫處留有金屬品、設備投資(zī)高和焊接強度不如其它焊接方法高。

3.熱氣焊

熱氣焊是利用焊槍噴出的熱空氣或氮氣對塑料焊件和塑料焊條進行加熱，使焊條填充到連接部位後加熱連接表面，冷卻後形成接頭。熱氣焊在各種塑料焊接方法中(zhōng)，曆史最長，應用最廣，是“**焊”。

焊接速度比較慢(màn)，需要焊槍、焊嘴、氣源、填充焊條。其中(zhōng)焊條的截面形狀有多種多樣，常見是形狀有圓形、矩形、繩形、D形、B形等，直徑2~8mm。

熱氣焊有熱氣擺動焊、熱氣嵌入焊、熱氣搭接焊、熱氣擠塑焊。熱氣焊通常溫度爲200~400℃，流速15~70L/min。典型塑料品種熱氣焊的溫度範圍：PVC 210± ；PP 220±20；PMMA 250±10；PC 330±10；POM 230±10。具體(tǐ)準确溫度要試焊測試後最終确定。

4.超聲波焊

超聲波焊接是利用高頻(pín)振動波傳遞到兩個需焊接的物(wù)體(tǐ)表面，在加壓的情況下(xià)，使兩個物(wù)體(tǐ)表面相互摩擦而形成分(fēn)子層之間的熔合。一(yī)套超聲波焊接系統的主要組件包括超聲波發生(shēng)器/換能器/變幅杆/焊頭三聯組/模具和機架。

原理：超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會産生(shēng)每秒幾萬次的高頻(pín)振動，這種達到一(yī)定振幅的高頻(pín)振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由于焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大(dà)，因此會産生(shēng)局部高溫。又(yòu)由于塑料導熱性差，一(yī)時還不能及時散發，聚集在焊區，緻使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一(yī)定壓力後，使其融合成一(yī)體(tǐ)。當超聲波停止作用後，讓壓力持續幾秒鍾，使其凝固成型，這樣就形成一(yī)個堅固的分(fēn)子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料強度。

超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調節的，振幅由換能器和變幅杆決定。這三個量相互作用有個适宜值，能量超過适宜值時，塑料的熔解量就大(dà)，焊接物(wù)易變形；若能量小(xiǎo)，則不易焊牢，所加的壓力也不能太大(dà)。這個**壓力是焊接部分(fēn)的邊長與邊緣每1mm的**壓力之積。

5.摩擦焊

摩擦焊是利用連接表面相互摩擦生(shēng)成的熱量而實現連接的方法，摩擦焊包括三類：旋轉摩擦焊、線性振動摩擦焊和攪拌摩擦焊。

①旋轉摩擦焊：被連接件以很高的速度旋轉，同時在軸向施加一(yī)定的壓兩個連接表面相互摩擦，停止旋轉時，被連接件冷卻并形成焊縫。适合于連接硬塑性塑料，連接速很快，被連接件應接近圓柱形，需旋轉裝置才能施焊。

②線性振動焊摩擦焊：又(yòu)稱振動焊，采用0.5~5MPa的焊接壓力将塔接好的焊件壓緊，然後一(yī)側的焊件在夾具的帶動下(xià)以1mm左右的振幅，100~500Hz左右的頻(pín)率，在平行于焊接界面的方向振動，焊接界面在摩擦和粘性切應力的作用下(xià)溫度逐漸升高到塑料的熔點以上，熔融的塑料被擠出，振動停止，熔融的焊縫在壓力下(xià)凝固。可以焊接超聲波焊難以焊接的大(dà)型塑料焊件；被焊件形狀受到限制；需要專用振動焊接設備。

③攪拌摩擦焊：是利用軸待摩擦産生(shēng)的熱量使焊縫塑料進入塑性流動狀态，并利用攪拌針攪拌焊縫進入塑性狀态的材料，消除原來焊接界面并形成焊縫的焊接方法。隻能用于熱塑性塑料的焊接，主要适用于大(dà)型厚闆，接變形量小(xiǎo)，設備原理簡單，可靠性相對較高，适于批量生(shēng)産以及焊接精度和外(wài)觀質量相對較低場合。需要專用設備及複雜(zá)的工(gōng)裝夾具。

7.激光焊

最常用的激光焊接形式被稱爲激光透射焊接，首先将兩個待焊接塑料零部件加壓力夾在一(yī)起，然後将一(yī)束短波紅外(wài)區的激光定向到待粘結的部位。激光束通過上層透光材料，然後被下(xià)層材料吸收，激光能量被吸收後轉換爲熱能，由于兩層材料被壓在一(yī)起。熱能從吸收層傳導到透光層上，使得兩層材料熔化并結合。

特點：焊接設備不需要和被粘結的塑料零部件相接觸；速度快；設備自動化程度高，很方便的用于複雜(zá)塑料零部件加工(gōng)；不會出現飛邊；焊接牢固；可以得到高精度的焊接件；無振動技術；能産生(shēng)氣密性的或者真空密封結構；最小(xiǎo)化熱損壞和熱變形；可以将不同組成或不同顔色的樹(shù)脂粘結在一(yī)起。

應用：當被粘接的塑料零部件是非常精密的材料(如電子元件)或要求無菌環境(如醫療器械和食品包裝)時，激光焊接技術就能派上很大(dà)用場。激光焊接技術速度快，特别适用于汽車(chē)塑料零部件的流水線加工(gōng)。另外(wài)對于那些很難使用其它焊接方法粘接的複雜(zá)的幾何體(tǐ)，可以考慮使用激光焊接技術。

8.熱闆熔接

熱闆熔接是指将要連接的兩塊塑料件的邊放(fàng)到恒溫器控制的熱闆上加熱直至表面熔化，然後采用較小(xiǎo)的壓力将軟化了的兩表面壓在一(yī)起實現塑料件的連接。另外(wài)有一(yī)種常用的熱闆熱合工(gōng)藝，首先将需要連接的兩個部件疊放(fàng)在一(yī)起，使用電熱管等途徑使熱合闆發熱，熱合闆下(xià)降至兩部件中(zhōng)的上部件，同時對熱合闆施加一(yī)定的壓力，熱合闆将兩部件接觸區域熔化然後固化連接在一(yī)起。

應用：這種工(gōng)藝主要用于高分(fēn)子樹(shù)脂膜材與塑料件件的密封連接。

9.熱金屬絲焊接

熱金屬絲焊也被稱作電阻焊，使用金屬絲在連接的兩個塑料件之間傳遞熱量使得塑料件表面熔化，并施加一(yī)定的壓力而使其連接在一(yī)起。

金屬絲放(fàng)置在要連接零件中(zhōng)的一(yī)個表面上，當電流通過金屬絲時，利用他的電阻使金屬絲生(shēng)熱，并将熱量傳遞給塑料件。焊接完後金屬絲仍留在塑料制品内，而伸出連接處以外(wài)的部分(fēn)在焊接後剪掉。一(yī)般會在零件上設計溝槽或其他的定位結構保證金屬絲在合适的位置。