塑料焊接機(jī)技術(shù)在汽車(chē)行業(yè)的應(yīng)用

汽車(chē)用塑料分為兩種：一種是熱固性塑料，它們能夠經(jīng)受住普通的烘漆操作；一種是熱塑性塑料，摩擦焊加工， 具有加工容易、快速的優(yōu)點(diǎn)。在車(chē)用塑料中，居前7位的塑料材料品種與所占比例大致為：聚21％、聚氨酯19．6％、聚12．2％、熱固性復(fù)合材料10．4％、ABS 8％、尼龍7．8％、聚乙烯6％。    塑料的連接是其廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。塑料可以通過(guò)機(jī)械緊固、粘接或焊接進(jìn)行連接。緊固連接速度快，適用于所有塑料，但是成本高、會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，不能形成密封接頭或獲得適當(dāng)?shù)男阅?。粘接能獲得優(yōu)良的性能和接頭，但操作困難，需要精心地進(jìn)行接頭和表面制備，而且速度很慢，不適于大批量生產(chǎn)。而熱風(fēng)塑料焊接經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、快捷、可靠，能形成靜態(tài)強(qiáng)度接近于母材的接頭，因而適用于大批量生產(chǎn)，在汽車(chē)工業(yè)獲得了愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。塑料焊接技術(shù)水平已經(jīng)成為了衡量汽車(chē)生產(chǎn)技術(shù)水平及新材料開(kāi)發(fā)水平的標(biāo)志之一。 汽車(chē)工業(yè)各種塑料焊接方法

      塑料的焊接局限于熱塑性塑料的焊接 ，因?yàn)橹挥袩崴苄运芰显诩訜釙r(shí)可以熔化或軟化，而熱固性塑料加熱時(shí)不能軟化和重熔。熱風(fēng)焊接類(lèi)似于金屬的氧氣焊，只不過(guò)后者用明火前者用熱氣流加熱。熱氣焊過(guò)程中，來(lái)自焊（推薦使用LEISTER焊）中的熱氣流(典型的溫度為20-700°C， 連續(xù)調(diào)節(jié)，流速達(dá)230L／ min)同時(shí)對(duì)焊條和焊件加熱，當(dāng)材料表面軟化達(dá)到黏稠狀態(tài)時(shí)，焊條連續(xù)壓進(jìn)到焊縫中。 焊條材料完全與母材成份相同，通常是圓形的(直徑約5mm) ，焊接厚板時(shí)采用多焊道焊接。圓形焊條的一個(gè)缺點(diǎn)是在多焊道過(guò)程中空氣泡容易截留在焊縫中，造成強(qiáng)度降低，這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)采用三角形截面焊條解決?？捎脽犸L(fēng)焊接的典型材料包括聚、聚乙烯、聚、有機(jī)玻璃、聚碳酸酯、聚甲醛、聚、尼龍、ABS等。 熱風(fēng)焊接的主要優(yōu)點(diǎn)是適應(yīng)性(靈活性)強(qiáng)，可用簡(jiǎn)單的便攜式設(shè)備加工大型、復(fù)雜的零部件。

熱塑性塑料的8種焊接

通常認(rèn)為熱塑性焊接是不可逆的。少數(shù)工藝如感應(yīng)焊接可生產(chǎn)可逆組裝件。至于選擇哪種方法應(yīng)在制件設(shè)計(jì)初作出。因?yàn)楹附臃椒▽?duì)制件設(shè)計(jì)的要求可能是重要的，且不同焊接方法同差別顯著。

1、超聲焊接；

2、振動(dòng)焊接；

3、旋轉(zhuǎn)焊接；

4、電磁焊接；

5、接觸(電阻)焊；

6、熱板焊接；

7、熱氣焊接；

8、擠出焊接；

9、溶劑粘接。

塑料分為熱固性塑料和熱塑性塑料。熱固性塑料可塑但不可逆。次加熱時(shí)可熔化流動(dòng)，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，交聯(lián)固化變硬而形成固體；但這種變化時(shí)不可逆的，當(dāng)重新受熱加壓時(shí)，熱固性塑料不能再次熔化。因此，超聲波焊接不能焊接熱固性塑料。熱塑性塑料可塑又可逆；當(dāng)加熱形成固體后，振動(dòng)摩擦焊，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)僅經(jīng)歷形態(tài)的變化，是可逆的；重新加熱和加壓時(shí)，能夠重新熔化并再次形成固體。超聲波焊接能夠焊接大部分的熱塑性塑料。

熱塑性塑料又分為無(wú)定形塑料和半結(jié)晶塑料，由于二者的分子結(jié)構(gòu)和排布不同，二者的超聲波焊接性能又有所差別。

無(wú)定形塑料的分子結(jié)構(gòu)呈隨機(jī)分布，沒(méi)有一個(gè)明確的熔點(diǎn)Tm，其在一個(gè)很廣泛的溫度范圍內(nèi)逐步軟化、熔化和流動(dòng)；而不是一旦加熱到某個(gè)溫度就立即從固體熔化，然后又立即固化。無(wú)定形塑料這種特性非常易于傳導(dǎo)超聲波振動(dòng)能力，能夠在較大的壓力和振幅范圍內(nèi)進(jìn)行超聲波焊接。

半結(jié)晶塑料的分子結(jié)構(gòu)在局部呈規(guī)律性分布，有一個(gè)明確的熔點(diǎn)Tm，在溫度達(dá)到熔點(diǎn)之前，半結(jié)晶塑料始終保持著固態(tài)；當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)后，整個(gè)分子鏈立刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，摩擦焊，并立即固化。無(wú)定形塑料和半結(jié)晶塑料的熔化過(guò)程區(qū)別如圖所示。

半結(jié)晶塑料呈規(guī)律性分布的分子結(jié)構(gòu)類(lèi)似于彈簧，非常容易吸收高頻的超聲波振動(dòng)能量，使得能量很難從焊頭傳導(dǎo)到焊接界面，必須有足夠大的超聲波能量才能使得半結(jié)晶塑料熔化。因此，摩擦焊加工廠，相對(duì)于無(wú)定形塑料，半結(jié)晶塑料比較難焊接。為了使得半結(jié)晶塑料獲得較高的焊接質(zhì)量，往往需要考慮更多的因素，例如，較高的振幅、合適的焊接界面設(shè)計(jì)、焊頭的接觸、焊接的距離以及焊接夾具等。無(wú)定形塑料和半結(jié)晶塑料的超聲波焊接難易程度如表2所示。

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