塑料熱鉚焊接技術(shù)

塑料熱鉚焊接技術(shù)塑料熱鉚接技術(shù)--用來(lái)連接由不同材料制造的制件，使熱固性塑料與熱熔性塑料制件間實(shí)現(xiàn)相互連接，或使塑料制件與金屬連接；是利用模塑件上預(yù)留固有的塑料鉚柱、肋翼、立筋，對(duì)應(yīng)穿過(guò)沖壓成形金屬板結(jié)構(gòu)上預(yù)制孔壓緊，金屬表面凸出部分鉚柱（熱樁）在受控?zé)崛谲浕笤儆锰刂平饘俪尚豌T頭壓緊冷卻重新成型并夾緊，利用特定形狀的鉚頭可以實(shí)現(xiàn)塑料鉚柱的埋頭鉚接（齊平鉚接）、半球鉚接、圓弧翻邊鉚接、立筋肋條狀鉚接、機(jī)械鍛壓、折邊鑲嵌包覆等，實(shí)現(xiàn)不同材質(zhì)的材料機(jī)械鉚合組裝在一起的連接方式，連接部位不易脆化、美觀、牢固、密封性好，從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分利用各種材料的機(jī)械特性最佳組合，極大地提高整體組件的性能，整體結(jié)構(gòu)耐沖擊，從而達(dá)到最完美的配合，尤其適合于長(zhǎng)期機(jī)械振動(dòng)、環(huán)境溫度及濕度變化范圍大，自然環(huán)境極其惡劣的場(chǎng)合。"PlasticHotAirStakeAssembly"(PHASA塑料熱風(fēng)鉚接裝配)塑料熱鉚接組裝是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、高可靠性、高性價(jià)比的永久性固定裝配的方法，可多點(diǎn)鉚接固定，無(wú)須填加任何粘接劑、溶劑、填料和緊固件，也不消耗大量能源，設(shè)備緊湊、占地面積小，加工過(guò)程無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染、無(wú)噪聲，環(huán)保、節(jié)能、快速、高效、優(yōu)質(zhì)、美觀，依此方法裝簡(jiǎn)而言之，組件上的所有各個(gè)緊固部位同時(shí)加熱，然后用冷卻模頭施壓后重新成形、冷卻鉚固，許多不同材質(zhì)的部件組合成牢固的整體組件，事實(shí)證明是優(yōu)于其它常用的傳統(tǒng)方法，無(wú)須其它填充材料，減少生產(chǎn)工序、降低加工成本和材料消耗。PHASA是"PlasticHotAirStakeAssembly"的英文縮寫(xiě)，中文即：塑料熱風(fēng)鉚接裝配。隨著新材料技術(shù)的迅速發(fā)展與推廣，塑料以其重量輕、磨擦力小、耐腐蝕、易加工等特性得到廣泛應(yīng)用，然而由于注塑工藝、模具加工、設(shè)備等因素，大量結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、規(guī)格尺寸大的塑料件不能一次注塑成形，故使用塑料粘接和熱合工藝二次加工，不僅效率低、而且熱合工藝有很大的局限性，粘接劑還有一定的毒性，帶來(lái)環(huán)境污染和勞動(dòng)——塑料熱鉚接組裝是熱塑性材料與其它不相熔材質(zhì)零件裝配的全新設(shè)計(jì)理念，是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、高可靠性、高性價(jià)比的永久性固定裝配的方法，具有高效、節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、美觀等優(yōu)越性，可多點(diǎn)鉚接固定卻無(wú)須填加任何粘接劑、溶劑和填料，應(yīng)用此技術(shù)可取代過(guò)去生產(chǎn)上需要的熔劑、粘合劑、扣釘或其它機(jī)械固定法以及其它零件和材料，從而減少工序、提高生產(chǎn)效率，大大降低裝配成本和材料消耗，依此方法裝配模塑組件牢固、緊密、穩(wěn)定，抗振、耐老化、耐沖擊性好，且加工操作簡(jiǎn)單、節(jié)能、速度快，操作者不需要很高的專業(yè)技能，通過(guò)外觀目視即可檢查產(chǎn)品質(zhì)量。種復(fù)合改性材料的推廣應(yīng)用，對(duì)二次加工工藝提出了更高的要求，塑料熱鉚接恰好彌補(bǔ)了其它加工手段的自身缺陷，將各種不相熔材料組合成為最佳性能與功用的整體，是簡(jiǎn)捷、清潔、高效的生產(chǎn)方式，充分滿足各行業(yè)不同需求，未來(lái)必將得到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。英國(guó)PHASA塑料熱鉚接技術(shù)公司是從事塑料熱鉚接設(shè)備研發(fā)制造的專業(yè)化公司，擁有多項(xiàng)發(fā)明專利，采用最先進(jìn)的塑料熱鉚接技術(shù)，利用特制的鉚頭可以實(shí)現(xiàn)塑料鉚柱的齊平鉚接、半球鉚接、埋頭鉚接（沉頭鉚接）、圓弧翻邊鉚接、肋條狀鉚接、折邊鑲嵌包覆等，與加工工件進(jìn)行點(diǎn)接觸，以全新的理念優(yōu)化設(shè)計(jì)，將塑料件與金屬件或其它不可焊接材質(zhì)的組件鉚接裝配成一體，鉚接面光潔度好，成形速度快，不易龜裂脆化、美觀、牢固，減化了生產(chǎn)工藝、降低材料消耗、極大地提高產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性和生產(chǎn)效率，有效地延長(zhǎng)使用壽命，具有工藝先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理、無(wú)震動(dòng)、無(wú)噪音、無(wú)污染、加工質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛適用于宇航軍工，電子電器，儀器儀表，微動(dòng)開(kāi)關(guān)閥門，汽車配件，家用電器，五金等行業(yè)生產(chǎn)與裝配，確保產(chǎn)品的高性能和低成本，即使在極其惡劣的自然環(huán)境和劇烈振動(dòng)的PHASA積二十年的塑料熱鉚接工藝設(shè)計(jì)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，為客戶量身定做的專業(yè)設(shè)備、配套工裝模具，系統(tǒng)全面的客戶培訓(xùn)計(jì)劃，完善的售后服務(wù)體系與強(qiáng)有力的技術(shù)支持，提供長(zhǎng)期可靠的設(shè)備保障和連續(xù)不斷的技術(shù)升級(jí)。柔韌性（硬度）、化學(xué)結(jié)構(gòu)。聚合物結(jié)構(gòu)非結(jié)晶聚合物分子排列無(wú)序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化及至流動(dòng)的溫度（Tg玻璃化溫度）。這類樹(shù)脂通常能有效傳輸超音速振動(dòng)并在相當(dāng)廣泛的壓力/振幅范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)良好的焊接。（Tm熔化溫度能吸收部分高頻機(jī)械振動(dòng)。所以此類聚合物是不易于將超聲波振動(dòng)能量傳至壓合面，幫要求更高的振幅。需要很高的能量（高熔化熱度）才能把半結(jié)晶型的結(jié)構(gòu)打斷從而使材料從結(jié)晶狀態(tài)變?yōu)檎沉鳡顟B(tài)，這也決定了這類材料熔點(diǎn)的明顯性，熔化的材料一旦離開(kāi)熱源，溫度有所降低便會(huì)導(dǎo)致材料的迅速凝固。所以必須考慮這類材料的特殊性（例如：高振幅、接合點(diǎn)的良好設(shè)計(jì)、與超音夾具的有效接觸、及優(yōu)良的工作設(shè)備）才能取得超聲波焊接的成功。聚合物：熱塑性與熱固性將單體結(jié)合在一起的過(guò)程稱為“聚合”。聚合物基本可分為兩大類：熱塑性和熱固性。熱塑性材料加熱成型后還可以重新再次軟化和成型，基所經(jīng)歷的只是狀態(tài)的變化而已-這種特性使決定了熱塑性材料超音波壓合的適應(yīng)性。熱固性材料是通過(guò)不可逆反的化學(xué)反應(yīng)生成的，再次加熱或加壓均不能使已成型的熱固性產(chǎn)品軟化，所以傳統(tǒng)上一直認(rèn)為熱固性材料是不適合使用超音波的。熔化溫度聚合物的熔點(diǎn)越高，其焊接所需的超音波能量越多.硬度（彈力系數(shù)）材料的硬度對(duì)其是否能有效傳輸超音速振動(dòng)是很有影響的。總的說(shuō)來(lái)，愈硬的材料其傳導(dǎo)力愈強(qiáng)。以超聲波頻率振動(dòng)的焊頭，在預(yù)定的時(shí)間及壓力下，磨擦生熱，令塑膠接面相互熔合，既牢固，又方便快捷超聲波埋插：由焊頭送到金屬及塑膠間的超聲波震動(dòng)，磨擦生熱令塑膠接觸面熔化，使金屬椿擠入塑膠孔內(nèi)。超聲波鉚接，成形包覆：塑膠件上的梢子，通過(guò)金屬件的孔，以高震幅焊頭震動(dòng)梢端，使其熔解，順著焊頭的接觸面變?yōu)殂T釘形狀，將金屬板鉚住超聲波點(diǎn)焊令兩層塑膠板熔接。塑料材料：見(jiàn)附頁(yè)：二.超聲波塑料焊接的相容性和適應(yīng)性：熱塑性塑料,由于各種型號(hào)性質(zhì)不同,造成有的容易進(jìn)行超聲焊接,有的不易焊接.如圖表中黑方塊表示兩種塑料的相超聲波焊接的焊口設(shè)計(jì)：,最后傳至兩半的結(jié)合處或界面上.在此,振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成熱能,用以熔化塑料.當(dāng)振動(dòng)停止后,塑料在壓力下固化,在結(jié)合面上產(chǎn)生焊接.兩個(gè)結(jié)合表面的設(shè)計(jì),對(duì)于獲得最佳焊接結(jié)果來(lái)說(shuō)是非常重要的.有各種各樣的連接設(shè)計(jì),每一種都有特色和優(yōu)點(diǎn).各種設(shè)計(jì)的使用取決于許多因素,例如塑料類型、零件幾何形狀、焊接的要求（即粘性、強(qiáng)度、密封等）.夾具裝置：塑料超聲波焊接的一個(gè)重要因素是夾具裝置.夾具裝置的主要用途是固定零件,使之與焊接頭對(duì)準(zhǔn),同時(shí)對(duì)組合件提供適當(dāng)?shù)闹?,因此設(shè)計(jì)夾具時(shí)必須加以考慮.某些用途,例如鉚接和嵌插,要求在焊接頭接觸區(qū)下面有堅(jiān)硬的承托裝置.鋁質(zhì)的夾具裝置可提供必要的剛度,可以鍍鉻來(lái)防止零件出現(xiàn)疤痕和提高耐磨性.在一些用途中,夾具必須具有一定程度的彈性以保證在連結(jié)區(qū)產(chǎn)生異相狀態(tài).異相狀態(tài)一般在最差的結(jié)合處出現(xiàn),這是待焊接的范圍；不過(guò),由于某些零件材料和幾何形狀,結(jié)合的兩半可能合成一整體,上下同時(shí)振動(dòng),如果這種狀態(tài)出現(xiàn),將承槽由剛性材料改為彈性材料,或者將硬度計(jì)由軟性材料改為另一種材料,往往足以在連結(jié)區(qū)重新建立異相狀態(tài).簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)性?shī)A具可用木料、環(huán)氧樹(shù)脂或熟石膏建造.對(duì)于更精密、更長(zhǎng)壽命的夾具將要用鋁、鋼、黃銅、鑄塑尿烷,或其它的彈性材料.夾具設(shè)計(jì)范圍廣,從快速拆卸夾具到簡(jiǎn)單的金屬板均有.應(yīng)用的要求和生產(chǎn)率通常決定夾具的設(shè)計(jì)。上圖表示簡(jiǎn)單的對(duì)接焊連接和有能量導(dǎo)向部分的理想連接的時(shí)間--溫度曲線.能量導(dǎo)向部分允許迅速焊接,同時(shí)達(dá)到最大的強(qiáng)度.在導(dǎo)向部分的材料如圖示在整個(gè)結(jié)合區(qū)內(nèi)流動(dòng).上圖表示焊前按要求比例設(shè)計(jì)能量導(dǎo)向部分改進(jìn)對(duì)接焊與導(dǎo)致的材料流動(dòng).工件尺寸的選擇應(yīng)是如圖示能量導(dǎo)向部分熔化后足夠分布于結(jié)合面之間,通常,0.010英寸（0.25毫米）.對(duì)于某些需要高能量的樹(shù)脂,即結(jié)晶型、低剛度或高熔化溫度的非晶型（例如聚碳酸酯、聚砜）樹(shù)脂,需要較大的能量定向部分,其最小高度為0.020英寸（0.5毫米）。在工件之間對(duì)齊的方法,例如銷釘和插口,應(yīng)包括在工件設(shè)計(jì)中。必須指出,,以符合超聲波焊接的要求。要避免：能量導(dǎo)向部分設(shè)計(jì)的典型錯(cuò)誤是將結(jié)合面削成45度的斜面.上圖表示這樣做的結(jié)果.上圖表示便于對(duì)齊的階梯式連接.這種連接設(shè)計(jì)適合于在側(cè)面不宜有過(guò)多的熔體或溢料之場(chǎng)合榫槽連接法：主要用于焊接和防止內(nèi)外燒化.不過(guò),需要保持榫舌兩側(cè)的間隙使模制較困難.錐度可根據(jù)模塑實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修改,但必須避免在零件之間產(chǎn)生任何障礙。上圖表示適用于超聲波焊接的各種基本能量導(dǎo)向連接法,這些可作為典型連接部分的參考,對(duì)具體用途應(yīng)稍作修改。上圖表示需要嚴(yán)密封接時(shí)所用的剪切連接法,特別適合于晶型樹(shù)脂（尼龍、聚甲醛、熱塑性聚酯、聚乙烯、聚丙烯和聚苯硫）.因?yàn)榫蜆?shù)脂從固態(tài)到熔化改變迅速、溫度范圍窄、能量導(dǎo)向式連接就不是最佳方法,原因是來(lái)自導(dǎo)向部分的熔融樹(shù)脂在它能與相結(jié)合的表面熔合之前會(huì)迅速凝固.S塑料ABS塑料化學(xué)名稱：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名稱:Acrylonitrile Butadiene 比重:1.05克/立方厘米成型收縮率:0.4-0.7%200-240℃干燥條件：80-90℃2小時(shí)工作溫度：-50~+70℃特點(diǎn)：1、綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,,.2、與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,.3、有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級(jí)別。4、流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好。用途：適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件.成型特性：無(wú)定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大,必須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥 80-90度,3小時(shí).,高模溫,但料溫過(guò)高易分解(>270度).對(duì)精度較高的塑件,模溫宜取50-60度,.,模溫宜取60-80度.3、如需解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒ā?、如成形耐熱級(jí)或阻燃級(jí)材料，生產(chǎn)3-7天后模具表面會(huì)殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對(duì)模具及時(shí)進(jìn)行清理，同時(shí)模具表面需增加排氣位置。ABS樹(shù)脂是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機(jī)地統(tǒng)一起來(lái)，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，BS代表苯乙烯。ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無(wú)毒、無(wú)味，兼有韌、硬、剛的特性，燃燒緩慢，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無(wú)熔融滴落現(xiàn)象。ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。 ABS樹(shù)脂耐水、無(wú)機(jī)鹽、堿和酸類，不溶于大部分醇類和烴類溶劑，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烴中。ABS工程塑料的缺點(diǎn)：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物ABS部分牌號(hào)介紹品名型號(hào)產(chǎn)地熔指g/10min 特性及用途9715A 吉化16,家電,電子產(chǎn)品外殼配件,玩具,日用品等行業(yè)及產(chǎn)品.0215A 吉化20,家電,電子產(chǎn)品外殼配件,玩具,日用品等行業(yè)及產(chǎn)品.750大慶石化4.5 具有易流動(dòng)性,OA設(shè)備,雜貨等.301蘭化1.3-2.3 適合于普通的各種機(jī)殼部件,家用電器,燈具,雜品.510遼寧華錦2.5 用于汽車,家電,電子產(chǎn)品外殼配件,玩具,日用品等行業(yè)及產(chǎn)品.757K 鎮(zhèn)江奇美4.2 電視機(jī)前殼，復(fù)印機(jī)外殼，電話機(jī)機(jī)殼，化妝品盒707K 鎮(zhèn)江奇美1.9 電話機(jī)外殼，燈座，玩具，辦公室用品，家電按鈕。757 臺(tái)灣奇美1.8 電視機(jī)前殼，復(fù)印機(jī)外殼，電話機(jī)機(jī)殼，化妝品盒747原白臺(tái)灣奇美0.8 安全帽，摩托車檔板，鞋后跟，雪地運(yùn)動(dòng)用品等747