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天津上榮超音波電子設備有限公司
公司主營:超聲波塑料焊接機、熱板塑料焊接機、熱熔機、旋熔機、振動摩擦焊接機并為定制非標自動化塑料焊接設備

熱板焊接工藝介紹

來源:上榮超音波技術部作者:天津上榮超音波網址:http://www.sr-cyb.com
文章附圖


熱板焊接工藝

圖1清楚地展示了熱板焊接的基本原理,其工藝非常簡單。將要連接的兩塊塑料的邊放到用恒溫器控制的熱板上加熱直至表面熔化,這需要用較小的壓力完成,因為如果壓力過大,軟化了的表面容易變形。將這兩塊塑料從熱板上移開.然后將軟化了的兩表面壓在一起。同樣,用力過大仍會使熔化的材料擠出而引起冷密封。最后將零件保持不動直至冷卻固化。

   相反,圖2所示的生產設備要復雜得多。兩個固定待連接零件的緊固裝置受到載荷作用。這些緊固裝置固定在該設備的鉗子上。零件用夾子、真空吸盤、指。狀夾或其他機構來夾緊在緊固裝置上以避免翹曲變形。熱板由在緊固裝置上可作進出往復運動的加熱板代替(也稱作型芯),用筒式加熱器對其進行加熱,并且嵌件固定到它的每一側上,嵌件被精確地加工成與焊接面積匹配形狀,以保證只熔化零件需要熔化的表面。對于特殊輪廓的零件,它的輪廓由在嵌件上進行機加工實現。

從圖上可知,在緊固裝置上有加工限位器.在加熱平臺上有熔化限位器,用它們來控制熔化的尺寸、密封尺寸和零件間尺寸變化。加工限位器在熔化周期內兩零件可相對移動O.38mm,在密封周期內可再次移動0.38mm。它們也消除冷密封,冷密封是由密封周期期間熔融材料的位移形成的,僅僅留下冷材料形成較弱的焊縫。限位器消除了產生廢品的主要原因。

   圖3所示為熱板焊接工藝。初始位置圖3(a)]顯示了各夾持一個零件的緊固裝置、加熱板、加工限位器和熔融限位器。將加熱板移至一邊,以使零件能夠放置到夾緊裝置上。

   在圖3(b)中,加熱板已移動到兩零件間,這時關上夾緊裝置,使零件壓在熱板上直到表面熔化。圖3(c)所示為實際焊接中三個階段中的第一個階段,熔化零件直到夾緊裝置上的限位器與加熱板上的限位器相接觸,使其熔化層達到預定的厚度,在這一位置保持一定的時間,使需要焊接的表面熔化厚度達到應用時的理想厚度,這一厚度通常在0.38mm(0.015in)左右。對于高溫材料而言,零件與加熱板的接觸時間為1~6s,而對于低溫材料而言,則需8~15s。在這個過程中,可將熔融表面上的小縮痕及其他缺陷消除得到光滑的熔融表面。正確的加熱板溫度是決定焊接質量的關鍵。

   接下來的一個階段是將夾緊裝置打開抽出加熱板圖3(d)]。這是焊接中的第二個階段,或者說是“轉變階段”。為了減少冷卻時間,這一步驟要迅速完成。在圖3(e)中是將夾緊裝置再次迅速合上,使兩零件的兩熔化表面相互擠壓’每部分的擠壓距離大約在0.38mm左右。然后保持這一狀態直至冷卻,這就是焊接的第三階段或者是最后階段,它被稱為“連接階段”。從加熱階段到連接零件總的每個零件壓縮量為0.75mm。通常開始點就是設置各周期的起點。調節然后制作,直到通過反復試驗和改錯,確定出優化設置。熔化階段結束到再次合上夾緊裝置通常用時少于2s,這是決定焊接質量的重要因素。因為如果打開時間過長會使塑料的焊接表面形成冷卻層,它會降低焊接的強度。

   冷卻時間通常在6~15s之間。如圖3(f)所示,將夾緊裝置打開.并使一半松開,將完成的裝配件留在另一邊待取走。如果產量有所保證的話,取走裝配件可自動完成。不包括安裝和拆卸焊件在內,總的周期根據焊件的尺寸設計會有所不同,對于低溫高聚物周期在3 5~40s間,而對于高溫材料則在15~20s間。熱板焊接克服零件變形的限度,然而密封的焊接要求有平坦的焊接表面。

   這種工藝也稱作“距離焊接”,它的基本參數包括熔化層厚度和時間、密封厚度和時間及加熱板溫度。

有另一種稱作是“壓力焊接”的焊接技術,除了用很高的壓力使零件與熱板接觸讓零件與模具表面完全匹配外,這種技術與“距離焊接”類似。當熔化的高聚物·開始有明顯的流動時,減小壓力使其熔化層變厚,當熔化的塑料達到要求的厚度時,將其與模具分離。接下來是轉變階段和連接階段,只不過后者是用壓力控制的?!皦毫附印辈豢刂凭嚯x。

   圖4顯示了熱板溫度和熔融時間的關系。很明顯,熔融焊接表面所需的時間會隨著熱板溫度的下降而急劇上升,在某些情況下,這一時間達到45S。

   大部分應用場合解決的是相同材料的焊接。然而'用加熱板嵌件使兩零件加熱到不同的溫度,可將兩種相容但不相同材料的零件連接在一起。例如.丙烯酸酯透鏡可與聚碳酸酯或ABS座焊接在一起,但是不能與聚乙烯或聚丙烯焊接。填充材料也可焊接,但是隨著填充材料的增加,焊接會變得非常困難,因為填充材料所百分比越大,剩下的可以焊接的聚合物就會越少。


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