Plastmasas metināšana: plastmasas pusfabrikātu metināšana ISO 472 ir aprakstīta kā process, kurā tiek apvienotas materiālu mīkstinātas virsmas, parasti ar siltuma palīdzību (izņemot metināšanu ar šķīdinātāju). Termoplastu metināšana tiek veikta trīs secīgos posmos, proti, virsmas sagatavošana, siltuma un spiediena pielietošana un dzesēšana. Ir izstrādātas daudzas metināšanas metodes pusfabrikātu plastmasas materiālu savienošanai. Pamatojoties uz siltuma veidošanās mehānismu metināšanas saskarnē, termoplastu metināšanas metodes var klasificēt kā ārējās un iekšējās sildīšanas metodes, kā parādīts attēlā. No otras puses, labas kvalitātes metināšanas šuves ražošana var būt atkarīga ne tikai no metināšanas metodēm, bet arīmetināmībano bāzes materiāliem. Tāpēc, novērtējotmetināmībair ļoti svarīgi pirms metināšanas (skReoloģiskā metināmība) plastmasām.
Karstās gāzes metināšana
Karstā gāzes metināšana, kas pazīstama arī kā karstā gaisa metināšana, ir plastmasas metināšanas tehnika, izmantojot siltumu. Speciāli izstrādāts karstuma lielgabals, ko sauc par karstā gaisa metinātāju, rada karsta gaisa strūklu, kas mīkstina gan savienojamās detaļas, gan plastmasas pildījuma stieni, kuriem visiem jābūt no vienas vai ļoti līdzīgas plastmasas. (MetināšanaPVCuzakrilsir šī noteikuma izņēmums.)
Karstā gaisa/gāzes metināšana ir izplatīta ražošanas tehnika mazāku priekšmetu, piemēram, izgatavošanaiķīmiskās tvertnes, ūdens tvertnes, siltummaiņi, unsantehnikas piederumi.
Gadījumā, jatīmekļiunfilmasuzpildes stieni nedrīkst izmantot. Divas plastmasas loksnes tiek uzkarsētas ar karstu gāzi (vai asildelements) un pēc tam sarullē kopā. Tas ir ātrs metināšanas process, un to var veikt nepārtraukti.
Metināšanas stienis
Plastmasas metināšanas stienis, kas pazīstams arī kā termoplastiskais metināšanas stienis, ir stienis ar apļveida vai trīsstūrveida šķērsgriezumu, ko izmanto, lai savienotu kopā divus plastmasas gabalus. Tie ir pieejami plašā krāsu gammā, lai atbilstu pamatmateriāla krāsai. Spolēts plastmasas metināšanas stienis ir pazīstams kā "sprains".
Svarīgs plastmasas metināšanas stieņa projektēšanas un ražošanas aspekts irporainībano materiāla. Augsta porainība radīs gaisa burbuļus (pazīstami kā tukšumi) stieņos, kas pasliktina metināšanas kvalitāti. Tāpēc augstākās kvalitātes plastmasas metināšanas stieņi ir tie ar nulles porainību, ko sauc par tukšiem.
Siltuma blīvēšana ir vienas termoplastmasas blīvēšanas process ar citu līdzīgu termoplastu, izmantojot siltumu un spiedienu. Tiešā kontakta karstuma blīvēšanas metode izmanto pastāvīgi uzkarsētu presformu vai blīvēšanas stieni, lai siltumu pielietotu noteiktai kontakta zonai vai ceļam, lai noslēgtu vai sametinātu termoplastu kopā. Siltuma blīvēšana tiek izmantota daudziem lietojumiem, tostarp karstuma blīvējuma savienotājiem, termiski aktivētām līmēm un plēves vai folijas blīvēšanai. Izplatītākie pielietojumi termiskās blīvēšanas procesam: termoblīvēšanas savienotājus izmanto, lai savienotu LCD arPCBdaudzās plaša patēriņa elektronikā, kā arī medicīnas un telekomunikāciju ierīcēs. Izstrādājumu termiskā blīvēšana ar termiskām līmēm tiek izmantota, lai noturētu skaidrus displejus uz plaša patēriņa elektroniskajiem izstrādājumiem un citiem hermētiski noslēgtiem termoplastiskiem mezgliem vai ierīcēm, kur detaļu konstrukcijas prasību vai citu montāžas apsvērumu dēļ nav iespējams veikt karstumu vai ultraskaņas metināšanu. Siltuma blīvējumu izmanto arī asins analīžu plēvju un filtru materiālu ražošanā asinīm, vīrusiem un daudzām citām teststrēmeles ierīcēm, ko mūsdienās izmanto medicīnas jomā. Lamināta folijas un plēves bieži tiek termiski noslēgtas virs termoplastiskām medicīniskām paplātēm, mikrotitrēšanas plāksnēm, pudelēm un tvertnēm, lai noslēgtu un/vai novērstu medicīnisko testēšanas ierīču, paraugu savākšanas paplāšu un pārtikas produktu konteineru piesārņojumu. Pārtikas rūpniecības ražošana Maisos vai elastīgajos konteineros tiek izmantota karstuma aizzīmogošana vai nu maisu plastmasas materiāla metināšanai perimetrā un/vai pieslēgvietu un cauruļu blīvēšanai maisos. Dažādaskarstuma blīvētājiir pieejami termoplastisku materiālu savienošanai, piemēramplastmasas plēves: karstā stieņa blīvētājs, impulsu blīvētājs utt.
Brīvrokas metināšana
Ar brīvrokas metināšanu karstā gaisa (vai inertās gāzes) strūkla no metinātāja vienlaikus tiek iedarbināta uz metināšanas laukumu un metināšanas stieņa galu. Kad stienis kļūst mīksts, tas tiek iespiests savienojumā un saplūst ar daļām. Šis process ir lēnāks nekā vairums citu, taču to var izmantot gandrīz jebkurā situācijā.
Ātrgaitas uzgaļa metināšana
Ātrmetināšanas gadījumā plastmasas metinātājs, kas pēc izskata un jaudas ir līdzīgs lodāmuram, ir aprīkots ar plastmasas metināšanas stieņa padeves cauruli. Ātruma uzgalis silda stieni un substrātu, vienlaikus nospiežot izkausēto metināšanas stieni vietā. Savienojumā ir ievietota mīkstināta plastmasas lodīte, un detaļas un metināšanas stieņa drošinātājs. Izmantojot dažus plastmasas veidus, piemēram, polipropilēnu, izkusušajam metināšanas stienim ir jābūt "sajauktam" ar daļēji izkusušo pamatmateriālu, kas tiek izgatavots vai labots. Šīs metināšanas metodes laika gaitā ir pilnveidotas, un profesionāli plastmasas ražotāji un remontētāji tos izmanto jau vairāk nekā 50 gadus. Ātrgaitas metināšanas metode ir daudz ātrāka metināšanas metode, un ar praksi to var izmantot šauros stūros. Ātruma uzgaļa "pistoles" versija būtībā ir lodāmurs ar platu, plakanu galu, ko var izmantot, lai izkausētu šuves savienojumu un pildvielas materiālu, lai izveidotu saiti.
Ekstrūzijas metināšana
Ekstrūzijas metināšana ļauj pielietot lielākas metinājuma šuves vienā metinājuma piegājienā. Tas ir vēlamais paņēmiens materiālu savienošanai, kuru biezums pārsniedz 6 mm. Metināšanas stieni ievelk miniatūrā rokas plastmasas ekstrūderī, plastificē un izspiež no ekstrūdera pret savienotajām daļām, kuras tiek mīkstinātas ar karsta gaisa strūklu, lai varētu notikt savienošana.
Kontaktmetināšana
Tas ir tāds pats kāpunktveida metināšanaizņemot to, ka tiek piegādāts siltumssiltuma vadītspējašķipsniņu galiem, nevis elektrisko vadītspēju. Divas plastmasas daļas tiek savienotas kopā, kur apsildāmie gali saspiež tās, kūstot un savienojot detaļas.
Karstu plākšņu metināšana
Saistībā ar kontaktmetināšanu šo paņēmienu izmanto, lai metinātu lielākas detaļas vai detaļas, kurām ir sarežģīta metinājuma savienojuma ģeometrija. Abas metināmās daļas tiek ievietotas instrumentā, kas piestiprināts pie divām pretējām preses plāksnēm. Sildīšanas plāksne ar formu, kas atbilst metināmo detaļu metinājuma savienojuma ģeometrijai, tiek pārvietota starp abām daļām. Divas pretējās plāksnes pārvieto detaļas saskarē ar sildvirsmu, līdz siltums mīkstina saskarnes ar plastmasas kušanas temperatūru. Kad šis nosacījums ir sasniegts, sildvirsma tiek noņemta, detaļas tiek saspiestas kopā un turētas, līdz metinātais savienojums atdziest un atkal sacietē, lai izveidotu pastāvīgu saiti.
Karstās plākšņu metināšanas iekārtas parasti tiek vadītas pneimatiski, hidrauliski vai elektriski ar servomotoriem.
Šo procesu izmanto, lai metinātu automobiļus zem pārsega, automobiļu salona apdares komponentus, medicīniskās filtrēšanas ierīces, sadzīves tehnikas komponentus un citas automašīnas interjera sastāvdaļas.
Augstas frekvences metināšana
Dažas plastmasas ar ķīmiskiem dipoliem, piemēram, PVC,poliamīdi(PA) unacetātivar sildīt ar augstas frekvences elektromagnētiskajiem viļņiem. Augstfrekvences metināšana izmanto šo īpašību, lai mīkstinātu plastmasu savienošanai. Apkure var būt lokalizēta, un process var būt nepārtraukts. Zināms arī kā dielektriskais blīvējums, RF (radiofrekvences) karstais blīvējums.
Radio frekvencemetināšana ir ļotinobriedusi tehnoloģijakas pastāv kopš pagājušā gadsimta četrdesmitajiem gadiem. Divi materiāla gabali tiek novietoti uz galda preses, kas izdara spiedienu uz abām virsmas zonām. Metināšanas procesa vadīšanai izmanto presformas. Kad prese sanāk kopā, augstas frekvences viļņi (parasti27,120 MHz) tiek izvadīti caur mazo laukumu starp matricu un galdu, kur notiek metināšana. Šis augstfrekvences (radiofrekvences) lauks liek molekulām noteiktos materiālos kustēties un sakarst, un šī siltuma kombinācija zem spiediena liek metinājumam iegūt veidnes formu. RF metināšana ir ātra. Šo metināšanas veidu izmanto, lai savienotu polimēru plēves, ko izmanto dažādās nozarēs, kur ir nepieciešams spēcīgs konsekvents hermētisks blīvējums. Audumu rūpniecībā RF visbiežāk izmanto PVC unpoliuretāns(PU) pārklāti audumi. Šī ir ļoti konsekventa metināšanas metode.
Visbiežāk izmantotie materiāli RF metināšanā ir PVC un poliuretāns. Ir iespējams arī metināt citus polimērus, piemēram, neilonu, PET, PEVA, EVA un dažas ABS plastmasas. Ievērojiet piesardzību, metinot uretānu, jo ir zināms, ka tas kūstot izdala cianīda gāzes.
Indukcijas metināšana
Ja elektriskais izolators, tāpat kā plastmasa, ir iestrādāts materiālā ar augstu elektrovadītspēju, piemēram, metāliem vai oglekļa šķiedrām, var veikt indukcijas metināšanu. Metināšanas aparātā ir indukcijas spole, kas tiek darbināta ar radiofrekvences elektrisko strāvu. Tas rada elektromagnētisko lauku, kas iedarbojas vai nu uz elektriski vadošu, vai uz feromagnētisku sagatavi. Elektrību vadošā sagatavē galvenais sildošais efekts ir pretestības sildīšana, ko izraisa inducētās strāvas, ko sauc parvirpuļstrāvas. Ar oglekļa šķiedru pastiprinātu termoplastisku materiālu indukcijas metināšana ir tehnoloģija, ko parasti izmanto, piemēram, aviācijas un kosmosa rūpniecībā.
Feromagnētiskā sagatavē var būt plastmasasindukcijas metināšanaformulējot tos ar metāliskiem vai feromagnētiskiem savienojumiem, ko sauc par susceptoriem. Šie susceptori absorbē elektromagnētisko enerģiju no indukcijas spoles, kļūst karsti un siltuma vadīšanas rezultātā zaudē siltumenerģiju apkārtējam materiālam.
Injekcijas metināšana
Inžektormetināšana ir līdzīga/identiska ekstrūzijas metināšanai, izņemot, izmantojot noteiktus rokas metinātāja uzgaļus, uzgali var ievietot dažāda izmēra plastmasas defektu caurumos un aizlāpīt tos no iekšpuses uz āru. Priekšrocība ir tāda, ka nav nepieciešama piekļuve defekta cauruma aizmugurē. Alternatīva ir plāksteris, izņemot to, ka plāksteri nevar noslīpēt vienā līmenī ar oriģinālo apkārtējo plastmasu līdz tādam pašam biezumam. Šim procesam vispiemērotākie ir PE un PP. Šāda instrumenta piemērs ir Drader injectiweld.
Ultraskaņas metināšana
Ultraskaņas metināšanā izmanto augstas frekvences (15 kHz līdz 40 kHz) zemas amplitūdas vibrāciju, lai radītu siltumu berzes ceļā starp savienojamiem materiāliem. Abu daļu saskarne ir īpaši izstrādāta, lai koncentrētu enerģiju maksimālai metināšanas stiprībai. Ultraskaņu var izmantot gandrīz visiem plastmasas materiāliem. Tā ir ātrākā pieejamā termoblīvēšanas tehnoloģija.
Berzes metināšana
Berzes metināšanā abas saliekamās daļas tiek berzētas kopā ar zemāku frekvenci (parasti 100–300 Hz) un lielāku amplitūdu (parasti no 1 līdz 2 mm (0,039 līdz 0,079 collas)). nekā ultraskaņas metināšana. Kustības radītā berze apvienojumā ar iespīlēšanas spiedienu starp abām daļām rada siltumu, kas sāk izkausēt saskares vietas starp abām daļām. Šajā brīdī plastificētie materiāli sāk veidot slāņus, kas savijas viens ar otru, kā rezultātā veidojas spēcīga metināšana. Pēc vibrācijas kustības pabeigšanas detaļas paliek kopā, līdz metinātais savienojums atdziest un izkususī plastmasa atkal sacietē. Berzes kustība var būt lineāra vai orbitāla, un abu daļu savienojuma konstrukcijai ir jānodrošina šī kustība.
Spin metināšana
Spin metināšana ir īpašs berzes metināšanas veids. Ar šo procesu viena detaļa ar apaļu metinājuma savienojumu tiek turēta nekustīgi, savukārt savienojošā sastāvdaļa tiek pagriezta lielā ātrumā un nospiesta pret stacionāro sastāvdaļu. Rotācijas berze starp abām sastāvdaļām rada siltumu. Kad savienojošās virsmas sasniedz daļēji izkausētu stāvokli, vērpšanas komponents tiek pēkšņi apturēts. Spēks uz abām sastāvdaļām tiek uzturēts, līdz metinātais savienojums atdziest un atkal sacietē. Tas ir izplatīts veids, kā ražot zemas un vidējas slodzes plastmasas riteņus, piemēram, rotaļlietām, iepirkumu ratiņiem, otrreizējās pārstrādes tvertnēm utt. Šo procesu izmanto arī dažādu pieslēgvietu atveru metināšanai automobiļos zem pārsega komponentiem.
Lāzera metināšana
Šis paņēmiens prasa, lai viena daļa būtu caurlaidīga pret lāzera staru un vai nu otra daļa būtu absorbējoša, vai pārklājums saskarnē, lai absorbētu staru. Abas daļas tiek pakļautas spiedienam, kamēr lāzera stars pārvietojas pa savienojuma līniju. Sija iet cauri pirmajai daļai, un to absorbē otra daļa vai pārklājums, lai radītu pietiekami daudz siltuma, lai mīkstinātu saskarni, radot pastāvīgu metinājumu.
Pusvadītāju diožu lāzerus parasti izmanto plastmasas metināšanā. Viļņu garumus diapazonā no 808 nm līdz 980 nm var izmantot, lai savienotu dažādas plastmasas materiālu kombinācijas. Atkarībā no materiāliem, biezuma un vēlamā procesa ātruma ir nepieciešami jaudas līmeņi no mazāk nekā 1W līdz 100W. Diožu lāzersistēmām ir šādas priekšrocības plastmasas materiālu savienošanā:
Tīrāka nekā līmēšana
Nav mikrosprauslu, lai aizsērētu
Nav šķidruma vai izgarojumu, kas ietekmētu virsmas apdari
Nav palīgmateriālu
Lielāka caurlaidspēja
Var piekļūt sagatavei sarežģītā ģeometrijā
Augsts procesa kontroles līmenis
Prasības augstas stiprības savienojumiem ietver:
Atbilstoša pārraide caur augšējo slāni
Absorbcija ar apakšējo slāni
Materiālu saderība – mitrināšana
Labs savienojuma dizains – iespīlēšanas spiediens, savienojuma laukums
Zemāks jaudas blīvums
Materiālu paraugs, kurus var apvienot, ietver:
Konkrēti pielietojumi ietver: katetra maisiņu, medicīnisko konteineru, automašīnu tālvadības pults taustiņu, sirds elektrokardiostimulatora apvalku, šļirču savienojumu, priekšējo vai aizmugurējo lukturu komplektu, sūkņa korpusu un mobilo tālruņu daļu aizzīmogošanu/metināšanu/savienošanu.
Caurspīdīga lāzera plastmasas metināšana
Jaunā šķiedru lāzera tehnoloģija ļauj izvadīt lielākus lāzera viļņu garumus, ar vislabākajiem rezultātiem parasti aptuveni 2,{1}} nm, kas ir ievērojami augstāks par vidējo 808 nm līdz 1064 nm diožu lāzeru, ko izmanto tradicionālajai plastmasas lāzermetināšanai. Tā kā šos augstākos viļņu garumus termoplastika absorbē vieglāk nekā tradicionālās plastmasas metināšanas infrasarkanais starojums, ir iespējams metināt divus caurspīdīgus polimērus bez krāsvielām vai absorbējošām piedevām. Kopīgie lietojumi galvenokārt tiks izmantoti medicīnas nozarē tādām ierīcēm kā katetri un mikrofluidiskās ierīces. Caurspīdīgas plastmasas, īpaši elastīgu polimēru, piemēram, TPU, TPE un PVC, intensīvā izmantošana medicīnas ierīču rūpniecībā padara caurspīdīgu lāzermetināšanu dabisku piemērotu. Turklāt procesam nav vajadzīgas lāzeru absorbējošas piedevas vai krāsvielas, kas ievērojami atvieglo testēšanu un bioloģiskās saderības prasību izpildi.
Šķīdinātāja metināšana
Metināšanā ar šķīdinātāju tiek izmantots šķīdinātājs, kas istabas temperatūrā var īslaicīgi izšķīdināt polimēru. Kad tas notiek, polimēru ķēdes var brīvi pārvietoties šķidrumā un var sajaukties ar citām līdzīgi izšķīdušām ķēdēm citā komponentā. Ar pietiekamu laiku šķīdinātājs iesūksies caur polimēru un izkļūs vidē, tādējādi ķēdes zaudēs savu mobilitāti. Tas atstāj cietu samezglotu polimēru ķēžu masu, kas veido šķīdinātāja metinājumu.
Šo paņēmienu parasti izmanto PVC un ABS cauruļu savienošanai, tāpat kā mājsaimniecības santehnikā. Arī plastmasas (polikarbonāta, polistirola vai ABS) modeļu "salīmēšana" ir metināšanas process ar šķīdinātāju.
Dihlormetāns(metilēnhlorīds), ko iegūst krāsas noņēmējā, var ar šķīdinātāju metināt polikarbonātu un polimetilmetakrilātu. Dihlormetāns ķīmiski metina noteiktas plastmasas; piemēram, to izmanto elektrisko skaitītāju korpusa blīvēšanai. Tā ir arī sastāvdaļa – kopā artetrahidrofurāns– no šķīdinātāja, ko izmanto santehnikas metināšanai.
