2020年1月28日星期二

塑料激光焊接相對其他焊接技術具有更多優勢



  塑料行業不斷發展,環保觀念也日益深焊接設備入人心。隨著環保要求及輕量化趨勢。使得塑料越來越多的替代工業制品中的金屬部分,而塑料激光焊接相對其他焊接技術,具有更多優勢:

  1、非接觸焊接,與待焊接工件不發生物理接觸,熱塑性塑料不發生化學反應,可在工業環境下操作,適用於需要衛生安全的醫療和食品行業。醫療行業主要用於注射系統、醫療電子設備、各種人造移植及造口產品等。

  2、激光束形狀尺寸可調控,從而控制熱影響區和接合區域大小,自由度高,靈活性好。不限制待焊接零部件尺寸及形狀,能夠實現二維甚至三維的焊接,為多樣化定制化零部件生產提供了基礎。

  3、焊接速度快,自動焊接電離子切割機縫強度高,無飛邊,無殘渣,能夠保證焊接區域的良好外觀。相關數據顯示,就普通乘用車而言,非金屬材料重量占比約1/3,部分車型這一占比更大,塑料則是車用非金屬四大材料之一。高檔轎車保險杠采用塑料激光焊接能夠達雷射追蹤到強度和外觀兩全其美。其他如汽車濾清器、氣液分離器、汽車儀表盤外殼、電子開門器、變速箱等激光焊接都能發揮良好效果。

  4、精密牢固,不透氣,不漏水,能極大減少熱應力和振動應力,對於精密電子元器件及易損壞器件來說最適合不過。

傳統塑料焊接常用的方法


  ● 超聲波焊接

  超聲波焊接法通過機械高頻振動而形雷射追蹤成接縫。待裝配的部件加壓夾持於振蕩焊頭和固定焊頭之間,然後與接觸面呈直角,接受頻率為20~40KHz的超聲振動。交替式高頻應力在接縫界面處產生熱量,從而形成優質的焊接。

  用於這一工藝的工具十分昂貴,因此,適宜在生產量較大時采用。應用領域包括在多頭機上焊接醫療器材所用的閥門和篩檢程序、盒體、汽車部件、吸塵器外殼等。

  ● 摩擦焊接

  熱塑性塑料摩擦焊接(也稱為“旋轉焊接”)與金屬焊接的原理相同。在這種焊接工藝中,將一片基材固定,另一片基材以受控的角速度旋轉。當部件壓合在一起時,摩擦熱導致聚合物熔融,冷卻後即形成焊接。摩擦焊接能產生優良的焊接質量,焊接工藝簡單,重復性強,僅適合於至少有一個部件是圓形且不需要角度對齊的應用領域。

  ● 振動焊接

  振動焊接也稱為線性摩擦焊接。兩件熱塑性部件在適當的壓力、頻率和振幅下相互摩擦,直到產生足夠的熱量使聚合物熔融為止。振動停止後,部件彼此對齊,熔化的聚合物固化後形成焊接。

  此焊接工藝主要優點在於能高速焊接大型復雜線性部件。其它強項包括:能同時焊接多個部件,焊接工具簡單,幾乎能焊接所有熱塑性材料,主要用於汽車和家用電器行業。

  ● 熱板焊接

  對於塑料自動焊接接合來說,熱板焊接是最電離子切割機簡單的批量生產技術。高溫熱板夾於待接縫的表面之間,直到軟化為止。此時,將熱板抽出,兩表面在受控壓力之下貼合,保持一段特定的時間後合在一起。然後,讓熔融表面冷卻,形成焊接。焊接工具或加熱組件配有內置電熱器,以避免塑料粘連於焊接工具上。

  多種日常用品都采用這一焊接工藝,例如:吸塵器外殼,洗衣機和洗碗機部件、制動液油箱、後燈、指示燈等汽焊接設備車部件。熱板焊接法的弊端在於焊接速度較慢。

  ● 熱氣焊接

  熱氣焊接法利用加熱的氣流(通常為空氣)將熱塑性塑料基材和熱塑性塑料焊條加熱和熔化。基材和焊條熔融後形成焊縫。為確保有效焊接,必須在焊條上施加適當的溫度和壓力,還應確保合適的焊接速度和焊槍位置。主要用途包括化學品存儲容器、通風管道和汽車保險杠等注塑件維修等。氮氣用於氧氣敏感的材料,如聚乙烯;氧氣則形成更高的焊接強度。

  這一焊接方法的主要優點在於能焊接大型、復雜的部件,但是焊接速度慢,焊接質量完全依賴於焊工的技能。

  ● 植入焊接

  在植入焊接中,首先將金屬嵌件夾在待接縫的部件之間,然後通過感應或電阻方式加熱。采用電阻焊接時,要求沿接縫放置電線將電流傳導到植入件中;采用感應焊接時則不需要這種方式。植入焊接法已用於焊接大型部件等的復雜接縫,包括汽車保險杠、電動汽車和游艇船殼等。

可再生非金屬材料塑料焊接的方法有哪幾種?(上)



  隨著綠色環保理念在全球工業生產中的貫徹電離子切割機以及生產成本控制方面的考慮,塑料作為一種性能優異的可再生非金屬材料,被日益廣泛地應用在各行業的零部件設計、制造上,傳統的金屬部件越來越多地被擁有同樣工作性能的塑料部件替代,同時對塑料零件之間的焊接連接技術和焊接質量也提出了更高的要求,這自動焊接些變化為激光焊接技術在塑料材料領域的應用提供了契機。

  傳統塑料焊接常用的方法

  超聲波焊接

  超聲波焊接法通過機械高頻振動而形成接縫。待裝配的部件加壓夾持於振蕩焊頭和固定焊頭之間,然後與接觸面呈直角,接受頻率為20~40KHz的超聲振動。交替式高頻應力在接縫雷射追蹤界面處產生熱量,從而形成優質的焊接。

  用於這一工藝的工具十分昂貴,因此,適宜在生產量較大時采用。應用領域包括在多頭機上焊接醫療器材所用的閥門和篩檢程序、盒體、汽車部件、吸塵器外殼等。

  摩擦焊接

  熱塑性塑料摩擦焊接(也稱為“旋轉焊接”)與金屬焊接的原理相同。在這種焊接工藝中,將一片基材固定,另一片基材以受控的角速度旋轉。當部件壓合在一起時,摩擦熱導致聚合物熔融,冷卻後即形成焊接。摩擦焊接能產生優良的焊接質量,焊接工藝簡單,重復性強,僅適合於至少有一個部件是圓形且不需要角度對齊的應用領域。

  振動焊接

  振動焊接也稱為線性摩擦焊接。兩件熱塑性部件在適當的壓力、頻率和振幅下相互摩擦,直到產生足夠的熱量使聚合物熔融為止。振動停止後,部件彼此對焊接設備齊,熔化的聚合物固化後形成焊接。

  此焊接工藝主要優點在於能高速焊接大型復雜線性部件。其它強項包括:能同時焊接多個部件,焊接工具簡單,幾乎能焊接所有熱塑性材料,主要用於汽車和家用電器行業。

可再生非金屬材料塑料焊接的方法有哪幾種?(下)


  熱板焊接

  對於塑料接合來說,熱板焊接是最簡自動焊接單的批量生產技術。高溫熱板夾於待接縫的表面之間,直到軟化為止。此時,將熱板抽出,兩表面在受控壓力之下貼合,保持一段特定的時間後合在一起。然後,讓熔融表面冷卻,形成焊接。電離子切割機焊接工具或加熱組件配有內置電熱器,以避免塑料粘連於焊接工具上。

  多種日常用品都采用這一焊接工藝,例如:吸塵器外殼,洗衣機和洗碗機部件、制動液油箱、後燈、指示燈等汽車部件。熱板焊接法的弊端在於焊接速度較慢。

  熱氣焊接

  熱氣焊接法利用加熱的氣流(通常為空氣)將熱塑性塑料基材和熱塑性塑料焊條加熱和熔化。基材和焊條熔融後形成焊縫。為確保有效焊接,必須在焊條上施加適當的溫度和壓力,還應確保合適的焊接速度和焊槍位置。主要用途包括化學品存儲容器、通風管道和汽車保險杠等注塑件維修等。氮氣用於氧氣敏感的材料,如聚乙烯雷射追蹤;氧氣則形成更高的焊接強度。

  這一焊接方法的主要優點在於能焊接大型、復雜的部件,但是焊接速度慢,焊接質量完全依賴於焊工的技能。

  植入焊接

  在植入焊接中,首焊接設備先將金屬嵌件夾在待接縫的部件之間,然後通過感應或電阻方式加熱。采用電阻焊接時,要求沿接縫放置電線將電流傳導到植入件中;采用感應焊接時則不需要這種方式。植入焊接法已用於焊接大型部件等的復雜接縫,包括汽車保險杠、電動汽車和游艇船殼等。