塑料焊接连接工艺详解-精品
——热塑性塑料
在一定温度下,热塑性塑料可以达到热塑性状 态乃至熔融流动,冷却后,又变成一定的形状。
热塑性塑料的分子排列形式有2种,非结晶型和 结晶型图2。由于分子结构不同,其材料的强度性能 也不同。
纤维状分子
非规则的卷绕: 非结晶型 如玻璃透明
非结晶区 结晶型:乳状(不透明)
图2 热塑性塑料的构造
具有良好的抗热变形能力。
——ABS表面光滑,具有优良的抗沉积性,不使油污固化结 垢,堵塞管道。
——不受电腐蚀和土壤腐蚀,宜作埋地管 ——ABS分为通用级(抗冲击)耐热级和阻燃级。 ——ABS常用于灌溉、潜水泵、地下电气导管,腐蚀性盐水
溶液,原油和食物(含流体腐蚀剂的有机物)以及 纯化学品及其它敏感产品的工业管装置。
3、热塑性塑料焊接方法
表2 塑料焊接方法分类
4、塑料焊接设备
4.1热风焊设备
1)手工热风焊接设备 所谓热风焊就是将热风作为热源(见图3)。
a:焊接气体 b:热气 c:隔热体 d:可更换的电加热体 e:连接导线 f:喷气咀 g:马达
图3 手工热风焊接
2)机械热风焊接设备 机械热风焊接设备用热风作为热源,也称挤压
非交联链状分子 类型:热塑性塑料
在室温下,通常处于软到硬、韧状态
粗网目的交联链状分子 类型:弹性塑料 (合成橡胶)
不能熔化,可膨胀及不溶解, 在室温下,通常处于弹性、软 状态。
细网目的交联链状分子 类型:热固性塑料
不能熔化,不能膨胀及不溶解。 在室温下,通常处于硬状态。
图1 塑料的基本结构与性能
在实剂等。 由此获得特殊性能和降低成本。
式焊接设备。
1. 马达 1. 焊丝 2. 送丝机构 3. 挤出器 4. 熔化室 5. 焊接压头 6. 加热咀 7. 空气加热器
图4 挤压式热风焊机(送丝)
4.2加热元件焊接设备
1)加热板式焊接设备 加热板为焊接热源。加热板焊机主要由恒温
电加热板(温度最高可达270℃)、双面电动平整 切削刀、对中固定支架、压力装置等部分组成。
PA:聚酰(亚)胺(又称尼龙)1989年合成,我国 1958年PA1010生产。
具有良好的刚性、韧性、耐高温性及良好的耐 溶剂特性。可在105℃时输送流体化学品,但62℃以 上时容易水解,即62℃以上时不输送水。PA大多小 管径<25㎜主要用作油管代替铜管,价格昂贵。
PA6(尼龙6)(熔点: 215~235℃),PA12(尼 龙 12),PA66(熔点: 265℃),PA610(熔点: 215~235℃)
——弹性塑料
该类塑料由于内部结构的原因(粗网目交联链状 分子结构),而不能熔化,不能达到热塑性状态, 故不具备可焊性。
——热固性塑料
这类塑料由于内部结构的原因(细网目交联
链状分子结构)在受热时不会变软,一直处于硬 状态,直到破坏,因此不具备可焊性。从另一角 度看,能够进行焊接的塑料,其材料熔化指数 MFI应在某一范围。德国标准DIN 53735对此做了 规定。在DIN 16776中给出了MFI的分类组别。德 国焊接学会规程2201TI给出了HDPE熔化指数在 005-010时可以焊接,每一种塑料都相对应一熔 化指数(表1)。
表1 高密度聚乙烯的熔化指数
HDPE(高密度聚乙烯)
I型 II型
X
X
X
X
X
X
熔化指数的分布
DIN 16776中的MFI(190/5)
MFI 组别
克/10分钟
003
>0.1…0.4
005
>0.4…0.7
010
>0.7…1.3
020
>1.3…3
050
>3…7
2、热塑性塑料焊接原理
热塑性塑料在热塑性状态和压力的作用下就可实现 焊接。它是机械连接(二个焊件纤维状分子互相非规则 的卷绕)。通常仅相同类型的塑料可以焊接。 综上所述,热塑性塑料的焊接原理是: ——焊接面处于热塑性状态(加热); ——在一固定外压力的作用下实现焊接(焊接压力); ——保持,冷却直至接头凝固结束焊接(冷却)。
PS,PP,PE不适用高频焊接;硬PVC,软 PVC,ABS,PA适用高频焊接。
图8高频塑料焊机
5、热塑性塑料的种类
ABS:丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(改性聚 苯乙烯)acrylonitrile- butadiene-styrene
——以丁二烯为基石的ABS管或管件 ——在-40℃~100℃范围内仍能保持韧性、强度、刚度、
PB:聚丁烯(熔点:126~135℃)
PE:聚乙烯(LDPE:低密度PE,熔点:105~130 ℃),(MDPE:中密度PE),(HDPE:高 密度PE,熔点:105~137℃)。
4.4高频焊接设备
高频塑料焊机由高频发生器,带有滤波器的高 频电路、匹配器、工作装置、控制装置和电极组成 (图8)。
高频发生器的作用是将网路低频电能转变成高 频电能,对于塑料焊接经常采用的工作频率为 27.12MHZ,并且其偏差为±0.6%,这是国际上认 可的工业频率,其功率一般为0.6~150kW。
2)承插式焊接设备 承插式焊接设备以加热凸凹套模为加热元件提
供焊接热源用于管道焊接(图5)。
图5承插式手工焊加热元件
3)热丝套筒式焊接设备 热丝套筒式焊接设备的铜线圈通电后产生焦耳效应,
使电热丝发热为热源。该设备主要由电源控制箱、 热丝套筒和固定支架等组成,用于管道焊接(图 6)。
图6 热丝套筒式焊机
塑料连接工艺
Joining Processes for Plastics
1、塑料的类型
塑料是一种以高分子量合成树脂为主要成份 的人工合成材料(合成树脂是高分子化合物,也 称聚合物)。
塑料的结构是由链状分子构成,或称纤维状 分子。与棉花的网状纤维相类似,是无序卷绕状。 根据分子
链的构造,塑料可分热塑性塑料、弹性塑料 (合成橡胶)和热固性塑料(图1)。
4.3超声波焊接设备
超声波焊接设备的主要组成部分: ①超声波发生器; ②声波传递压头; ③振动声波极和转换器 ④底座; ⑤压力机; ⑥控制装置
超声波垂直振动范围: 10m
振动频率22KHz
图7 超声波焊接设备构造
德国标准DIN1320/4规定了听觉可辨认的噪音为16HZ~ 16KHZ之间。工业中应用的超声波焊接设备的频率通常是在 20~40KHZ之间,超出听觉范围,可以不采取防护措施。