塑料焊接經(jīng)歷最初的熱熔焊接,就是通過(guò)加熱把兩塊塑料的結合面熔化,并使其相互粘結的一種
方法。目前市場(chǎng)上較為多見(jiàn)的是超聲波焊接(超音波焊接,超音波塑膠焊接)和高頻焊接(高周波焊接)。他們的基本原理都是把一種能量(超聲波動(dòng)
能,高頻電場(chǎng)的電能)轉變成可以使塑料熔融的熱能,進(jìn)而實(shí)現塑料的焊接。此外還有一種叫作振動(dòng)焊接的。
激光技術(shù)是從20世紀70年開(kāi)始應用在塑料焊接中的。
激光作為一種焊接用熱源,具有準直性?xún)?yōu)良、光束能量密度高、作用區域小等優(yōu)點(diǎn)。在焊接過(guò)程中,通過(guò)光路系統,將激光器產(chǎn)生的光束聚焦于待焊接區域,形成熱作用區;在熱作用區中的塑料被融化;在隨后的凝固過(guò)程中,已融化的材料形成接頭,待焊接的部件即被連接起來(lái)。激光焊接新材料(如塑料、玻璃、陶瓷、各種有機物等)的研究正方興未艾,尤其是不同材料之間的復合焊接,更成為研究和應用的熱點(diǎn)。激光焊接塑料具有低成本、高速度、加工方便、實(shí)現精密數控容易、原材料適用范圍廣、接合性和工藝性好等綜合優(yōu)勢,隨著(zhù)塑料焊接工藝研究和塑料激光焊接設備的逐步商品化,塑料激光焊接的應用必將越來(lái)越廣泛,技術(shù)越來(lái)越成熟。其產(chǎn)品也將很快走進(jìn)我們日常生活的方方面面。
超聲波塑料焊接機由氣壓傳動(dòng)系統、控制系統、超聲波發(fā)生器、換能器及工具頭和機械裝置等組成 .
1、氣動(dòng)傳動(dòng)系統:
包括有:過(guò)滹器、減壓閥、油霧器、換向器、節流閥、氣缸等 .
工作時(shí)首先由空壓機驅動(dòng)沖程氣缸、以帶動(dòng)超聲換能器振動(dòng)系統上下移動(dòng)、動(dòng)力氣壓在中小功率的超聲波焊接中氣壓根據焊接需要調定 .
2、控制系統:
控制系統由時(shí)間繼電器或集成電路時(shí)間定時(shí)器組成 .
超聲波塑料焊接機主要功能是:一是控制氣壓傳動(dòng)系統工作、使其焊接時(shí)在定時(shí)控制下打開(kāi)氣路閥門(mén)、氣缸加壓使焊頭下降、以一定壓力壓住被焊物件、當焊接完后保壓一段時(shí)間、然后控制系統將氣路閥門(mén)換向、使焊頭回升復位 . 二是控制超聲波發(fā)生器工作時(shí)間、本系統使整個(gè)焊接過(guò)程實(shí)現自動(dòng)化、操作時(shí)只啟動(dòng)按鈕產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)脈沖、便能自動(dòng)地完在本次焊接全過(guò)程 . 整個(gè)控制系統的順序是:電源啟動(dòng)一觸發(fā)控制信號氣壓傳動(dòng)系統、氣缸加壓焊頭下降并壓住焊觸發(fā)超聲發(fā)生器工作、發(fā)射超聲并保持一定焊接時(shí)間去除超聲發(fā)射繼續保持一定壓力時(shí)間退壓、焊頭回升焊接結束 .
3、超聲波發(fā)生器
①功率較大的超聲波塑料焊接機、發(fā)生器信號采用鎖相式頻率自動(dòng)跟蹤電路、使發(fā)生器輸出的頻率基本上與換能器諧振頻率一致 .
②功率在500W以上的超聲波塑料焊接機所用發(fā)生器采用自激式功率振蕩器、也具有一定的頻率跟蹤能力 .
4、超聲波塑料焊接機使用的聲學(xué)系統:
①換能器:
超聲波塑料焊接機用的聲學(xué)系統包括三個(gè)部分:1驅動(dòng)部分2固定部分3工作部分 . 在以上三個(gè)組成部分中、驅動(dòng)是核心、一般采用螺栓夾緊的縱向振動(dòng)換能器、其中半波長(cháng)縱向振子與四分之一的波長(cháng)縱向振子、半波長(cháng)縱向振與半波長(cháng)聚能器相連接組成一個(gè)全波長(cháng)塑料焊接換能器、而四分之一波長(cháng)縱向振子與四分之一波長(cháng)聚能器相連、組成一個(gè)半波長(cháng)換能器 .
②工具頭:
對不同的焊接對象需要有不同工具頭、不管是近場(chǎng)焊接還是傳輸焊接、只有半波長(cháng)的工具頭才能使焊接端面達到最大的振幅 . 工具頭、有帶振幅放大的和不帶振幅放大的兩種、塑料焊接機用聲學(xué)系統工具頭、所用材料通常為鋁合金、其端面鍍硬質(zhì)合金、功率較大時(shí)也有用鈦合金材料制成的、該材料疲勞強度比鋁合金高一倍多。