塑料焊接經(jīng)歷最初的熱熔焊接,就是通過加熱把兩塊塑料的結(jié)合面熔化,并使其相互粘結(jié)的一種
方法。目前市場上較為多見的是超聲波焊接(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
能,高頻電場的電能)轉(zhuǎn)變成可以使塑料熔融的熱能,進而實現(xiàn)塑料的焊接。此外還有一種叫作振動焊接的。
激光技術(shù)是從20世紀(jì)70年開始應(yīng)用在塑料焊接中的。
激光作為一種焊接用熱源,具有準(zhǔn)直性優(yōu)良、光束能量密度高、作用區(qū)域小等優(yōu)點。在焊接過程中,通過光路系統(tǒng),將激光器產(chǎn)生的光束聚焦于待焊接區(qū)域,形成熱作用區(qū);在熱作用區(qū)中的塑料被融化;在隨后的凝固過程中,已融化的材料形成接頭,待焊接的部件即被連接起來。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(fù)合焊接,更成為研究和應(yīng)用的熱點。激光焊接塑料具有低成本、高速度、加工方便、實現(xiàn)精密數(shù)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,隨著塑料焊接工藝研究和塑料激光焊接設(shè)備的逐步商品化,塑料激光焊接的應(yīng)用必將越來越廣泛,技術(shù)越來越成熟。其產(chǎn)品也將很快走進我們?nèi)粘I畹姆椒矫婷妗?/p>
超聲波塑料焊接機由氣壓傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、超聲波發(fā)生器、換能器及工具頭和機械裝置等組成 .
1、氣動傳動系統(tǒng):
包括有:過滹器、減壓閥、油霧器、換向器、節(jié)流閥、氣缸等 .
工作時首先由空壓機驅(qū)動沖程氣缸、以帶動超聲換能器振動系統(tǒng)上下移動、動力氣壓在中小功率的超聲波焊接中氣壓根據(jù)焊接需要調(diào)定 .
2、控制系統(tǒng):
控制系統(tǒng)由時間繼電器或集成電路時間定時器組成 .
超聲波塑料焊接機主要功能是:一是控制氣壓傳動系統(tǒng)工作、使其焊接時在定時控制下打開氣路閥門、氣缸加壓使焊頭下降、以一定壓力壓住被焊物件、當(dāng)焊接完后保壓一段時間、然后控制系統(tǒng)將氣路閥門換向、使焊頭回升復(fù)位 . 二是控制超聲波發(fā)生器工作時間、本系統(tǒng)使整個焊接過程實現(xiàn)自動化、操作時只啟動按鈕產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖、便能自動地完在本次焊接全過程 . 整個控制系統(tǒng)的順序是:電源啟動一觸發(fā)控制信號氣壓傳動系統(tǒng)、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間去除超聲發(fā)射繼續(xù)保持一定壓力時間退壓、焊頭回升焊接結(jié)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(tǒng):
①換能器:
超聲波塑料焊接機用的聲學(xué)系統(tǒng)包括三個部分:1驅(qū)動部分2固定部分3工作部分 . 在以上三個組成部分中、驅(qū)動是核心、一般采用螺栓夾緊的縱向振動換能器、其中半波長縱向振子與四分之一的波長縱向振子、半波長縱向振與半波長聚能器相連接組成一個全波長塑料焊接換能器、而四分之一波長縱向振子與四分之一波長聚能器相連、組成一個半波長換能器 .
②工具頭:
對不同的焊接對象需要有不同工具頭、不管是近場焊接還是傳輸焊接、只有半波長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(tǒng)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。