塑料焊接只需知道兩件事

2021-02-14 超聲和雷射技術HighTech

要想解決焊接質量問題，不單單要採用DOE試驗方法以優化參數，更重要的是抓住影響焊接的關鍵兩要素——熱量和壓力。

最近一周在客戶現場解決塑料超聲波焊接洩露問題。氣密洩露不良率高，給客戶造成很大的損失。細想整個試驗過程以及走過的彎路，得到一個結論：要想解決焊接質量問題，不單單要採用DOE試驗方法以優化參數，更重要的是抓住影響焊接的關鍵兩要素——熱量和壓力。只需要正確的控制好這兩個要素：熱量和壓力，就可以將塑料零件焊接在一起。獲得良好的焊接效果。為了方便大家理解，我這裡以熱板焊接為例。對於不熟悉熱板焊接人來說，可以查看我以前的文章。熱板焊接過程簡單的說是，兩個部件與加熱板接觸，部件表面變熱熔化。撤走加熱板並將兩部件推到一起直到它們彼此粘合。我們來看一看如何控制熱板焊接中的熱量和壓力。其餘焊接過程，如超聲波焊接、振動摩擦焊接、雷射焊接、紅外焊接、熱氣焊接本質上是類似。遇到問題時，可以採用相同的分析方法。您需要精確控制熱量傳導到塑料部件的焊接表面，促使它們變成半熔化狀態。熱量太少，焊縫表面不會熔化，沒強度也沒有密封性。太多的熱量，則會燃燒降解材料，削弱其機械性能和氣密效果。在熱板焊接工藝中，您可以使用三個主要參數來控制熱量。
是指與塑料部件接觸的加熱板的溫度。熱力學告訴我們，加熱板和塑料部件之間的溫差越大，熱量傳遞的速度就越快。因此，熱板溫度會影響加熱零件的速度。是塑料部件與加熱板接觸時間。部件與加熱板接觸的時間越長，就有更多的時間讓熱量滲入零件的焊接表面。是指加熱板離開兩部件，直至兩部件相互壓緊開始焊接/密封之間的時間。當部件焊接表面從加熱板上移除時，焊接表面開始冷卻。因此，您需要快速完成該步驟，以減少熱量損失。縮短轉換工位時間，還有助於防止在熔融階段需要額外的加熱，從而降低部件過熱降解的風險。現在焊接表面有了足夠的熱量，你需要對焊接區域施加適當的壓力。如果施加的壓力過小，熔化的表面就不會相互混合，在焊接表面形成的分子鍵也會更少。如果你推得太猛，你會擠出大部分半熔化的材料，在焊縫處留下很少的粘結。我們稱之為「冷焊縫」。控制焊接壓力有兩種方法。
適用於各種焊接工藝。理論很簡單：焊接深度越大，組件所承受的壓力越大。這是因為焊接接頭中的材料溫度隨著深度逐漸變冷，因此越深入零件，越硬壓力就越大。自從最近伺服驅動的熱板焊接興起以來，力控制才得以實現。正確焊接所需的力大小取決於焊接接頭的總面積。較大的部件需要更大的力。零件越小，力越小。看看有多簡單？你所需要關注的只是熱量和壓力。當然和所有事情一樣，理論很簡單，實際卻很複雜讓人焦頭爛額。但是你要牢記的是，影響焊接的所有其它因素，都是因為直接或者間接影響了這兩個要素，導致焊接質量發生改變。

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