What are the welding methods for plastic welding (Part 3)

塑料具有重量轻、抗冲击性好、透明性好、绝缘性好、成型性好、着色性好、加工成本低等诸多优点，因此广泛应用于医疗器械、汽车和日用产品中。塑料零件的最终性能主要取决于塑料零件之间的连接方式。经过长期的研究和实践，科学家和相关工程技术人员开发了许多不同的塑料连接方式。本文简要介绍了这些塑料连接技术，希望能为相关领域的设计师选择塑料连接方式提供参考。

13、旋转焊接

旋转摩擦塑料焊接机一般用于焊接两个圆形热塑性塑料工件。焊接时，一个工件固定在底模上，另一个工件在固定工件表面自转。因为两个工件都有一定的压力作用，所以两个工件之间摩擦产生的热量可以熔化两个工件的接触面，形成一个封闭的组合。其中，定位旋转是在设定的时间内旋转，瞬间停止在设定的位置，成为永久的熔化。

14、热板熔接

热板焊接是指将两个要连接的塑料零件的边缘放在恒温器控制的热板上加热，直到表面熔化，然后用较小的压力将软化的两个表面压在一起，实现塑料零件的连接，如图所示。此外，还有一种常见的热板热合技术。首先，将两个需要连接的零件叠放在一起，热合板通过电热管加热，热合板降低到两个零件的上部零件，同时对热合板施加一定的压力。热合板熔化两个零件的接触区域，然后固化连接在一起。该技术主要用于高分子树脂薄膜材料与塑料零件的密封连接。

15、热气体焊接

热气焊接有三种方法:点焊、永久热气焊和挤压焊。它们的基本原理是一样的。电热丝产生的热量由电机产生的风带走，从而获得流动的热空气，使焊接的两个塑料零件在熔化状态下与焊条加热粘接，从而达到焊接的目的。其中，点焊用于永久焊接前将所有零件固定在一起。点焊是临时焊接材料，无需焊条即可完成，需要使用点焊嘴。

永久焊接应使用与焊接零件材料相同的焊条。焊接嘴在焊接区域以扇形来回快速移动，通常用热滚筒压在一起，直到V型槽和焊条软化到可以焊接。挤压焊接是指以颗粒的形式从漏斗进给或以圆筒上的焊条的形式进给，然后从电机驱动的单螺杆熔室中挤出，用电热圈或热气加热，用连接在挤出机上的热气预热器加热结合面，最后将树脂和焊接零件熔化连接在一起。

16、超声波焊接

超声焊接是通过超声发生器将50/60Hz电流转换成15、20、30或40KHz电能。经转换后的高频电能被送入换能器，再次转换为相同频率的机械运动，然后通过一组可调变幅杆装置传递到焊头。焊接处将接收振动能量并将其传递至工件结合部。在这个区域，振动能量通过摩擦转化为热能，导致两种塑料的接触面迅速熔化，加上一定的压力，使其融为一体。当超声波停止时，压力会继续作用几秒钟，使物质凝固、成型，并形成牢固的分子链，从而实现初期的焊接强度和薄膜强度。

超声波焊接系统的关键部件包括超声波发生器、转换器/振幅调节器/焊头、模具以及机架。超声波塑料焊接机的质量取决于换能器焊头的振幅、加压和焊接时间。焊接时间和焊头压力可以调节，振幅由换能器和变幅杆决定。

17、振动焊接

振动焊接工艺有六个工艺参数:焊接时间、保压时间、焊接压力、振幅、频率和电压。振动焊接分为线性振动焊接、轨道振动焊接和角度振动焊接。

线性振动摩擦焊接机利用两个待焊工件接触面产生的摩擦热能进行塑料熔化。热能来自一定的压力，一个工件在另一个表面以一定的位移或振幅往复移动。一旦达到预期的焊接水平，振动就会停止，两个工件上还是会施加一定的压力，冷却固化刚焊接好的部分，形成紧密的结合。

轨道振动摩擦焊接是一种利用摩擦热能焊接的方法。轨道振动摩擦焊接时，上部工件以固定的速度进行轨道运动——向各个方向的圆周运动。运动可以产生热能，使两个塑料零件的焊接部分达到熔点。一旦塑料开始熔化，运动就会停止，两个工件的焊接部分会凝固牢固地连接在一起。夹紧力小会导致工件变形最小，直径小于10英寸的工件可以用轨道振动摩擦焊接。

角振焊是指工件围绕一个支点进行旋转运动，目前商业化生产的角振焊机很少出现。

18、激光焊接

塑料激光焊接技术利用激光束造成的高温熔化接触部分塑料，并将热塑性薄片、薄膜或塑料零件相结合，从而实现粘接。该技术最初出现于20世纪70年代，但因成本高昂，无法与早期塑料粘接技术如振动焊接和热板焊接竞争。然而，自20世纪90年代中期以来，由于激光焊接技术所需的设备成本降低，该技术逐渐受到人们的广泛欢迎。

当粘接的塑料零件是非常精密的材料(如电子零件)或要求无菌环境(如医疗器械和食品包装)时，激光焊接技术可以发挥很大的作用。激光焊接技术速度快，特别适合汽车塑料零件的装配线加工。此外，激光焊接技术可用于复杂的几何体，这些几何体很难用其他焊接方法粘接。

激光焊接的主要优点是焊接设备不需要与粘接的塑料零件接触；速度快；设备自动化程度高，便于加工复杂的塑料零件；没有飞边；焊接牢固；可获得高精度焊接零件；无振动技术；能产生气密性或真空密封结构；最小化热损坏和热变形；不同组成或颜色的树脂可以粘结在一起。

19、热金属丝焊接

热金属丝焊又称电阻焊，利用金属丝在连接的两个塑料件之间传递热量，使塑料件表面熔化，并施加一定的压力，使其连接在一起。

将金属丝放在连接部件的一个表面。当电流通过金属丝时，金属丝会被他的电阻加热，并将热量传递给塑料零件。焊接后，金属丝仍然留在塑料制品中，焊接后将伸出连接处以外的部分切断。一般会在零件上设计凹槽或其他定位结构，以确保金属丝处于合适的位置。