塑料焊接：8种技术及其优势

对于刚接触塑料零件制造的人来说，“焊接”一词可能有些陌生。 通常，焊接表示通过熔化和融合两种金属来连接它们的过程。 然而，焊接涉及通过加热熔化两个或多个部件，无论是金属还是塑料。

塑料焊接具有广泛的工业应用，并且存在用于焊接塑料的不同技术。 本文讨论了塑料零件的焊接、其一般步骤以及塑料行业零件制造中使用的八种塑料焊接技术。

焊接塑料是一种适用于 塑料零件制造 用于连接两个兼容的热塑性塑料部件。 它涉及准备两个热塑性塑料部件，将它们压在一起以形成接头，然后使用多种加热技术对它们进行加热。 此外，所使用的加热技术主要取决于塑料材料。 例如，超声波塑料焊接通常用于 PVC，因为它不涉及直接加热，从而导致材料散发出危险的烟雾。

在加热和冷却过程中连续施加压力在两个部分之间形成分子键。 因此，与粘合剂和铆接等其他塑料连接工艺不同，塑料焊接接头非常坚固。 塑料焊接已广泛应用于医学、电子、建筑等领域。  

更多：了解 铆接与焊接之间的差异.

焊接两种由注塑成型或其他工艺制成的半成品塑料树脂可能具有挑战性。 因此，本节将向您展示如何焊接塑料而不考虑焊接技术的步骤。

首先要做的是设置一个工作区。 工作场所需要适当的通风，因为大多数加热技术都会散发出危险的烟雾。 除此之外，操作人员应穿戴防护装备。

清洁热塑性塑料以确保高焊接接头。 清洁方法是用肥皂和温水清洗，然后用干净的无绒布擦干塑料。 此外，建议您使用甲乙酮 (MEK)、80 号砂纸或油漆刮刀等液体溶剂去除污渍。

夹紧并粘贴两个塑料件，形成并固定所需的接头。 此外，将塑料件放在工作台上，并使用 C 形夹将它们固定。 连接塑料的方式取决于焊接技术。 例如，超声波焊接只适用于搭接接头。

在冷却前修复焊缝，以处理光滑度等问题。 让焊接的塑料冷却约 5 分钟或达到室温。 此外，在冷却后打磨焊接接头或使用其他 表面处理工艺 让它顺利。

在塑料工业中，根据不同的加热过程，有多种塑料焊接技术。 以下是零件制造中的八种常用技术。

超声波塑料焊接使用高频（15 kHz 至 40 kHz）和低振幅的机械振动来连接两种塑料聚合物。 机械振动产生摩擦热，进而熔化塑料聚合物。 由于机械振动，塑料聚合物之间形成分子键。 所以， 超声波塑料焊接 接头坚固且质量上乘。

激光焊接是一种塑料焊接工艺，涉及使用激光束来解冻塑料。 然而，热量保持在塑料蒸发温度以下。 然后在解冻时施加压力，并发生冷却以加强焊接接头。

激光焊接速度很快，并且以不同的方式进行。 因此，不同类型的塑料 激光焊接工艺：是混合的、同时的、轮廓的和单程的。 然而，速度取决于工艺、塑料和激光焊接机。

摩擦焊不需要直接加热来进行焊接。 因此，这是一种无需直接加热即可连接塑料的常用工艺。 该工艺利用摩擦原理将塑料材料连接在一起。  

它涉及通过相互移动或旋转来对两种塑料材料施加外部压力。 运动产生摩擦，产生的热量使塑料熔化。 熔化后，对两种塑料材料施加均匀增加的压力，直到形成永久接头。 那里有两个 摩擦焊的种类:

程序沿用上述程序。 然而，负责产生热量的运动来自连接到带式制动器的转子。 当产生的热量高于塑料温度极限时，带式制动器会随着压力的增加而停止转子，直到发生焊接。  

它类似于连续感应摩擦焊。 但是，发动机飞轮和轴飞轮取代了带式制动器。 虽然在焊接开始时连接，但当摩擦/速度达到极限时飞轮分离。 轴飞轮的低惯性矩使其停止。 持续施加压力直到形成焊接接头。

高频焊接涉及使用电磁场 (13–100 MHz) 焊接塑料聚合物。 这会在材料内部产生热量（不需要直接加热）。 操作员不断施加压力以熔化塑料，直到形成焊缝，然后散热以冷却焊接接头。  

这会产生坚固的焊接接头，其性能与原始材料相似甚至更好。 高频焊接是最适用于异种塑料材料的塑料焊接工艺。 虽然在塑料工业中很有用，但它只与少数材料兼容。 常见的有聚氯乙烯、EVA、PET-G 和其他 PET 家族成员。

振动焊接涉及以特定频率和振幅摩擦塑料部件。 这导致产生熔化接头部分并形成焊接接头的摩擦热。 振动焊接有两种类型：

它利用一个塑料部件以给定位移相对于另一个塑料部件移动时产生的摩擦热来熔化塑料部件的接头。 振动停止后，该过程在恒定压力下继续进行，直到焊接接头冷却。

它包括在所有方向上以连续的圆周运动振动塑料部件的上部。 这会产生熔化塑料部件的热量。 振动停止达到熔点，因此焊接接头可以凝固。  

它涉及加热一块板并用它熔化两种热塑性塑料的接合面。 将两半熔化后，将它们放在一起并放置预定的时间，以便形成分子、永久和密封的键合。

热板焊接需要极高的精度和控制。 它适用于任何 热塑性材料 但更适用于软质和半结晶热塑性塑料，例如 PP 和 PE。

热气焊用于热塑性塑料制造，涉及使用手持焊枪吹出气体或空气蒸汽来加热塑料焊条和聚合物。 塑料材料在熔点以上加热时软化，形成焊接接头。 然后冷却形成坚固的焊接接头。

热气焊接工艺适用于制造由类似塑料聚合物制成的安全壳、管道、热交换器、水箱等。

旋转焊接或旋转摩擦焊接是一种用于焊接具有旋转对称连接表面的热塑性零件的工艺。 它涉及在压力下以单向圆周运动将零件摩擦在一起（一个静止的）。 这会产生熔化并粘合塑料的摩擦热。 然后焊接接头在冷却后凝固。

用于制造的塑料焊机有很多好处，因此它在多个行业和快速成型中得到应用。 以下是一些好处：

不需要额外的耗材，如紧固件、溶剂或胶水。 因此，减少了因额外消耗品而产生的并发症、风险和成本。  

该工艺适用于任何形状的零件。 不同焊接技术的发展使得处理复杂形状成为可能。 因此，您可以轻松焊接弯曲或不规则形状的零件。

一些用于塑料的焊接技术不会产生熔丝，例如基于振动的焊接。 因此，对有助于通风的防护装备和基础设施的需求微乎其微。

该技术对耗材的需求低，周期时间短。 因此，它比铆接等其他连接方法更有效。

它适用于任何尺寸或尺寸的零件。 这与其他连接方法不同。 例如，铆接要求零件具有取决于铆钉的最小尺寸。 因此，唯一需要做的就是在所有焊接塑料零件的技术中找到最合适的一种。

焊接塑料不需要很多耗材。 因此，这减少了最终焊接产品的重量，这与使用其他方法不同 机械紧固件 和铆钉有助于整体重量。

与粘合剂或其他塑料连接机制相比，焊接接头是永久性的。 因此，当您不希望内部组件受到损害时，这是一个合理的选择。

塑料焊接适用于多个行业。 以下是一些塑料焊接件及其适用行业。

航空塑料需要在不影响其特性的情况下进行精确的永久焊接。 因此，该工艺适用于制作内饰板、储水箱、托盘等塑料焊接件。

塑料焊接部件，如垫圈、PVC 围栏、水箱和水及雾化管线在农业中有着广泛的应用。

汽车在连接塑料时使用塑料焊接来制造格栅、散热器、电池盒、轮舱内衬、保险杠等。

该工艺还适用于制造船舶、压载舱、养鱼井、蓄水池和其他用于海洋环境的塑料焊接部件。 由于塑料的耐腐蚀性和其他特性，海洋环境使用塑料。 但是，塑料焊接部件可能会组装并焊接在一起。

塑料焊接在管道中很常见，适用于制造 DWV 管道、排水管、水龙头等。这些零件是单独生产的，需要组装。 与其他塑料连接工艺不同，焊接是永久性的，这是选择它的一个重要因素。

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塑料具有广泛的工业应用，因为它们比金属容易获得且成本低。 除此之外，它们易于成型和加工。 它们也是可回收和可修复的。 因此，与玻璃等材料不同，塑料破裂时不会有太大问题。

是的，可以将不同的塑料焊接在一起。 然而，与类似的塑料材料相比，这种结合不会很强。相似材料的结合力最强，其次是性质相似的异种塑料，然后是性质不同的异种材料。  

一方面，热塑性塑料焊接接头非常坚固，尤其是在连接类似材料时。 这是因为焊接接头具有与母体塑料相同的特性。 另一方面，不同塑料部件的焊接接头强度不高。