塑料焊接的技术分类与发展前景

塑料焊接是指用加热方法使两个塑料制件的接触面同时熔，从而使它们结合成整体的连接方法，仅适用于热塑性塑料连接。焊接时可使用或不用焊条，使用焊条时，需将被焊端端面制成定形状(如U型、X型等)的接缝，焊条熔融体滴满缝内，两个被焊件连成一体；不用焊条时，则将焊接面加热熔化，再向被焊面施加垂直压力直至紧密熔合为一体。

塑料焊接广泛用于玩具业、汽车业、电子业、食品业等等，可以焊接的塑料通常包括PE、PP，尼龙、PET等材料。目前塑料焊接方法使用较多的超声波焊接、摩擦焊接、振动焊接、激光焊接、感应焊接、高频焊接、热风焊接和热板焊接。

最近几年，随着塑料焊接技术的不断发展和逐渐成熟，应用的范围越来越广泛，尤其是塑料激光焊接，具有焊接强度高、气密性好、柔性强等诸多优点，被广泛应用于汽车、新能源、医疗、消费电子、食品等行业，因此塑料焊接应用领域对于巨大的塑料需求市场具有良好的应用前景。

    焊接技术分类：热板机，旋熔机按所采用的加热软化方式的不同，塑料焊接方法可分为通过外加热源软化、通过机械运动方式软化、和通过电磁作用软化几种。

    （一）通过外加热源软化的焊接技术：

1、热板焊接可能是最简单的塑料焊接技术，但这种方式特别适合需要大面积焊接面的大型塑料件的焊接，一般是平面电热板将需焊接的两平面熔融软化后迅速移去电热板合并两平面并加力至冷却。这种方法焊接装置简单，焊接强度高，制品、焊接部的形状设计相对来说比较容易。但由于热板产生的热量使制品软化且周期较长，熔融的树脂会粘附到电热板上不易清理（电热板表面涂F4可减轻这种现象），时间长了形成杂质影响粘接强度；需严格控制压力和时间保证适当的熔融量；当不同种类的树脂或金属与树脂相接合进，会出现强度不足的现象。

2、热风焊接当热风气流直接吹向接缝区时，导致接缝区与母材同材质的填充焊丝熔化。通过填充材料与被焊塑料熔化在一起而形成焊缝。这种焊接方法焊接设备轻巧容易携带，但对操作者的焊接技能要求比较高。

3、热棒和脉冲焊接这两项技术主要用在连接厚度较小的塑料薄膜的焊接，这两种方法都是将两片薄膜紧压在一起，利用热棒或镍铬丝产生的瞬间热量完成焊接。

   （二）通过机械运动方式软化的焊接技术：

1、摩擦焊接：按运动轨道可分为直线型和旋转型直线型可用于直线焊缝的焊接和平面焊接的焊接，旋转型可用于圆形焊缝的焊接。在利用压力下的两部分在磨擦过程中产生的磨擦热量使接触部分的塑料熔融软化，对正固定直到凝结牢固。

2、超声波焊接：超声波焊接就是使用高频机械能软化或熔化接缝处的热塑性塑料。被连接部分在压力作用下固定在一起，然后再经过频率通常为20或40KHz的超声波振动，换能器把大功率振动信号，转换为相应的机械能，施加于所需焊接的塑料件的接触面，使焊件接合处剧烈摩擦瞬间产生高热量，从而使分子交替熔合，从而达到焊接效果。 超声波焊接过程很快，焊接时间不到一秒，并且很容易实现自动化，在电子、电器、汽车零件、塑料玩具、文具用品、日用品、工艺品、化妆品等各个行业广泛应用。 运动方式焊接是一种自动焊接过程，都需要专用焊接设备。一旦确定了正确的焊接参数，操作工即可稳定生产。其优点是：快速、灵活、焊接过程短且稳定，不需焊剂或保护气体，也不产生有害气体或熔渣，产品焊接质量有保证。

（三）通过电磁作用方式软化的焊接技术：

1.高频焊接：利用电磁感应原理高频感应加热技术，穿透塑料制品对埋藏于塑料件内部的感应体或磁性塑料产生感应加热，被焊塑料在快速交变电场中可以产生热量而使需焊接部位迅速软化熔融，继而填充接口间隙，并以完善的机械装置辅助达到完美焊接。产生高频感应最常用的方法是，利用高频电流通过线圈，从而得到一个强大的高频磁场。感应体（即发热体）一般为铁、铝、不锈钢等材料，但也使用通过添加磁性物质加工而成的磁性复合塑料。通过这种方法焊接制作的产品包括文具夹，可充气物品，防水衣和血袋等。

2.红外线焊接：这项技术类似于电热板焊接，将需要焊接的两部分固定在贴近电热板的地方但不与电热板接触。在热辐射的作用下，连接部分被熔融，然后移去热源，将两部分对接，压在一起完成焊接。这种方式不产生焊渣、无污染，焊接强度大，主要用于PVDF、PP等精度要求很高的管路系统的连接。

3. 激光焊接：20世纪70年代，激光开始被应用到塑料焊接上。它的原理是将激光产生的光束（通常存在于电磁光谱红外线区的集束强辐射波）通过由反射镜、透镜或光纤组成的光路系统，聚焦于待焊接区域，形成热作用区，在热作用区中的塑料被软化熔融，并在随后的凝固过程中形成接头，与待焊接的部件连接起来，这种方法通常用于PMMA、PC、ABS、LDPE、HDPE、PVC、PA6、PA66、PS等透光性好的材料，可在热作用区添加碳黑等吸收剂增强吸热效果。塑料激光焊接的优点较多：焊接速度快、精度高；自动化、精密数控容易实现；成本相对较低。因此，塑料激光焊接技术在汽车、医疗器械、包装等领域得到了比较广泛的应用。