塑料旋轉摩擦焊接技術介紹

2021-09-10 17:55

旋轉焊是一門簡單、經濟的摩擦焊技術。它是需要高強度、密封圓形接頭塑料件的首選焊接方法，適合於連接大大小小的塑料件及各式各樣的熱塑性樹脂。

旋轉焊原理及過程旋轉焊的原理，如圖１所示。它是一個工件高速旋轉並緊壓另一固定工件，在兩工件間產生摩擦熱，配合麵得以熔化並融合在一起。旋轉停止後，壓力保持到熔化材料凝固形成永久連接。
焊接前兩工件分別置於上下夾具中，上夾具下降，上下工件接觸。焊接過程中兩工件在壓力下旋轉摩擦發熱，工件界麵熔化並融合在一起。焊接後焊縫在壓力下充分凝固，上夾具上升，移走工件。
旋轉焊接過程可分為4個階段。

旋轉焊原理簡圖

（1）第1階段：兩固體表麵之間通過旋轉摩擦產生熱量，界麵區域升溫至結晶性塑料的熔點或非結晶性塑料的玻璃化轉變溫度。
（2）第2階段：界麵材料開始熔化。隨著熔液厚度增加，部分熔融材料作為飛邊擠出接頭。
（3）第3階段：熔融材料產生的速率等於材料作為飛邊移開的速率。一旦到達該階段，通過摩擦或製動裝置停止驅動頭旋轉。1-3階段的時間為0.5-2.0S。
（4）第4階段：驅動頭停止旋轉，工件在預置壓力下結合在一起以確保熔液表麵之間的緊密接觸。接頭冷卻形成永久連接。第４階段時間是1-2s。

旋轉焊特點

旋轉焊的優點是簡便、能量效率高、質量好、成本低、能焊接的材料廣（適用於絕大多數熱塑性塑料及某些異種塑料）、生產率很高（大部分工件的焊接時間隻有幾秒）、焊縫不引入外加材料，無須考慮環境因素等。旋轉焊非常適合於獲得比母材自身強度高的耐壓密封接頭。由於加熱局限於焊接界麵，很少產生過熱，冷卻時間又短，非常適合於自動化流水線，多頭自動裝置每分鍾可焊接300個零件。旋轉焊可焊接大斷麵（現已焊接的最大直徑工件為1100mm），對長而高的工件，旋轉焊優於超聲波遠場焊。工件可以是任何形狀，隻要所需焊接的配合麵是圓形的即可。由於界麵處發熱量取決於相對表麵速度，圓形零件外緣直徑更大，表麵速度更大，因而溫度更高。這會造成溫差，在接頭中產生內應力。為減輕這種影響，有空心截麵和薄壁的接頭更可取。旋轉焊工件必須能相對另一個工件自由旋轉。如果焊機無法停止旋轉於精確位置，則焊後需特定取向的工件不適宜旋轉焊接。

旋轉摩擦焊接機

旋轉焊應用

旋轉焊最早用於製造充液羅盤。汽車行業應用包括：罐、瓶、閥、燈、過濾器、濾杯（濾罩）、空氣導管、加油管、彎頭與歧管的焊接、擠壓管材與燃油濾清器模製件的連接、三都平軟管與聚丙烯進氣管的焊接等。器械行業應用包括：閥門、偏流器、真空吸塵器罩、洗衣機彎管、冰箱濾水器、果汁與蘇打冷飲機分路器等焊接。其它應用包括：桅冠燈、深水浮標、聚乙烯浮球、浮筒、化油器浮子、止回閥、彈出式灌水栓、油漆罐蓋、噴霧罐、氣霧瓶、傳動軸、蓄氣筒、滅火器、吹塑聚乙烯瓶、化妝品容器、丁烷打火機、飲料杯、保溫杯、隔熱碗、注射器、水罐等焊接。旋轉焊還用於塑料管道，如聚乙烯管或聚氯乙烯管的焊接與修補。旋轉焊可用於結構件的組裝，如容器頂部和底部的焊接，還可用於螺柱與塑料零件的連接。

旋轉焊是一種用於組裝圓形結合麵塑料工件的摩擦焊接方法。它通過摩擦力提供界麵處的熔化熱。焊接過程中施加足夠的壓力擠出少量的樹脂飛邊及過量氣泡。工件旋轉焊前，必須考慮以下方麵：（1）材料種類及開始發黏的溫度；（2）工件直徑；（3）飛邊產生的量及飛邊的處理。

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