超声波技术在塑料件焊接中的应用

　随着工业生产的迅速发展，塑料以其重量轻、比强度高、耐腐蚀、易加工等优点广泛用于国民经济和人民生活的各个领域。但是，由于加工工艺等方面的原因，很多结构复杂的产品不能一次加工成型，需要把多个零部件无缝连接到一起，大体有两种方法：粘接和焊接。一般来将，粘接工艺生产效率低并且胶粘合剂都有一定的毒性，容易引起环境污染和危害生产人员健康的不良后果。所以，用超声波技术来进行塑料焊接的工艺得到了越来越广泛的应用。

  　在实际生产过程中，并不是所有的塑料材料都可以进行焊接，能够被激光焊接的塑料均属于热塑性塑料，只有分子结构相同或相近的热塑性塑料才能进行焊接，在焊接面上是分子间的化学结合，所以母体材料越相近，焊接效果越好。下图是一些常见塑料焊接相容性的比较。我们还需要考虑到影响焊接质量的因素才能得到较好的焊接效果。在进行焊接时，压力、时间、吸热量（熔融量）是确保焊接质量的三要素。

1.焊接压力

   　对焊接表面施加适当的压力，焊接材料将由弹性向塑性过渡，还可以促进了分子相互扩散并挤去焊缝中的残余空气，从而增加焊接面密封性能。

2.焊接时间

    要有适当的热熔时间和足够的冷却时间。当热功率一定时，时间不够会出现虚焊，时间过长会造成焊件变形，熔渣溢出，有时还会在非焊接部位出现热斑（变色）。必须保证焊接面吸收足够的热量达到充分熔融的状态，才能保证分子间充分扩散融合，同时必须保证足够的冷却时间使焊缝达到足够的强度。

3.熔融量

   热熔时间和热功率协调调整才会的到最恰当的熔融量，保证足够的分子间融合，消除虚焊的现象。除了焊接设备和操作人员技能水平外，来之于塑料内部或外部的各种因素，对焊接质量有一定的影，应当引起重视。

塑料的吸湿性

    如果焊接潮湿的塑料制品，内含的水分会在受热后化为蒸汽跑出而在焊面上出现气泡，使焊接面密封性能减弱。吸湿较为严重的材料有PA、ABS、PMMA等。用这些材料做的制品，焊前必须进行干燥处理。

塑料中的填充物

    如玻璃纤维、滑石粉、云母等，它们改变了材料的物理特性。塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接质量有很大的关系。填充物含量低于20%的的塑料可以正常进行焊接，不需要进行特殊的处理。填充物含量超过30%时，由于表面塑料比例不足，分子间融合的不够，会降低密封性。

焊接面的清洁

　　焊接表面必须清洁没有杂质，才能保证足够的焊接强度和气密性。

　　在选取正确的可焊接的材料和排除了影响焊接效果的不利因素外，还要根据材料种类和制品形状、成本的的高低采取适当的焊接方法。按所采用的加热软化方式的不同，塑料焊接方法可分为通过外加热源软化、通过机械运动方式软化、种和通过电磁作用软化几种。

通过外加热源方式软化的焊接技术有以下几种：

热板焊接

   可能是最简单的塑料焊接技术，但这种方式特别适合于需要大面积焊接面的大型塑料件的焊接，一般是用平面电热板将需焊接的两平面熔融软化后迅速移去电热板合并两平面并加力至冷却。这种方法焊接装置简单，焊接强度高，制品、焊接部的形状设计相对来说比较容易。但由热板产生的热量使制品软化，周期较长；熔融的树脂会粘附到电热板上且不易清理（电热板表面涂F4可减轻这种现象），时间长了形成杂质影响粘接强度；需严格控制压力和时间保证适当的熔融量；当不同种类的树脂或金属与树脂相接合时，会出现强度不足的现象。

热风焊接

   当热风气流直接吹向接缝区时，导致接缝区和与母材同材质的填充焊丝熔化。通过填充材料与被焊塑料熔化在一起而形成焊缝。这种焊接方法焊接设备轻巧容易携带，但对操作者的焊接技能要求比较高。

热棒和脉冲焊接

  这两项技术主要用在连接厚度较小的塑料薄膜的焊接。并且这两种方法相似，都是将两片薄膜紧压在一起，利用热棒或镍铬丝产生的瞬间热量完成焊接。

通过机械运动方式软化完成焊接的方法有：

按运动轨道可分为直线型和旋转型

  直线型可用于直线焊缝的焊接和平面焊接的焊接，旋转型可用于圆形焊缝的焊接。在利用压力下的两部分在摩擦过程中产生的摩擦热量使接触部分的塑料熔融软化，对正固定直到凝结牢固。