プラスチック溶接半完成プラスチック材料の溶接であり、一般に熱を利用して材料の軟化した表面を結合するプロセスとして ISO 472 に記載されています (溶剤溶接を除く)。熱可塑性プラスチックの溶接は、表面処理、熱と圧力の適用、冷却という 3 つの連続した段階で行われます。
熱ガス溶接
熱風溶接とも呼ばれる熱ガス溶接は、熱を使用するプラスチック溶接技術です。熱風ウェルダーと呼ばれる特別に設計されたヒートガンは、接合する部品とプラスチック フィラー ロッドの両方を軟化させる熱風のジェットを生成します。これらの部品はすべて同じまたはよく似たプラスチックでなければなりません。(PVC とアクリルの溶接はこの規則の例外です。)
熱風/ガス溶接は、化学薬品タンク、水タンク、熱交換器、配管継手などの小型品を製造するための一般的な製造技術です。
ウェブおよびフィルムの場合、フィラーロッドは使用できない場合があります。2 枚のプラスチック シートを高温ガス (または発熱体) で加熱し、一緒に巻き付けます。これは迅速な溶接プロセスであり、連続的に実行できます。
スピードチップ溶接
スピード溶接では、外観やワット数ははんだごてに似たプラスチック溶接機に、プラスチック溶接棒用の供給チューブが取り付けられています。スピードチップはロッドと母材を加熱すると同時に、溶融した溶接棒を所定の位置に押し込みます。軟化したプラスチックのビードが接合部に配置され、部品と溶接棒が融合します。ポリプロピレンなどの一部のプラスチックでは、溶融した溶接棒を、製造または修理する半溶融した母材と「混合」する必要があります。これらの溶接技術は時間の経過とともに改良され、世界中のプロのプラスチック製造業者や修理業者によって 50 年以上にわたって利用されてきました。スピードチップ溶接法は、はるかに高速な溶接技術であり、練習すれば狭いコーナーでも使用できるようになります。スピードチップ「ガン」のバージョンは、本質的には幅広で平らな先端を備えたはんだごてであり、溶接接合部と充填材を溶かして接合を作成するために使用できます。
押出溶接
押し出し溶接を使用すると、1 回の溶接パスでより大きな溶接を適用できます。厚さ 6 mm を超える材料を接合する場合に推奨される技術です。溶接棒は小型の手持ち式プラスチック押出機に引き込まれ、可塑化され、接合される部品に対して押出機から押し出され、熱風ジェットで部品が軟化して接合が行われます。
接触溶接
電気伝導ではなくピンチャー先端の熱伝導で熱を供給する点を除けばスポット溶接と同じです。2 つのプラスチック部品を加熱したチップで挟み込み、その過程で部品を溶かして接合します。
熱板溶接
接触溶接に関連するこの技術は、より大きな部品や複雑な溶接継手の形状を持つ部品を溶接するために使用されます。溶接される 2 つの部品は、プレスの 2 つの対向するプラテンに取り付けられた工具に配置されます。溶接される部品の溶接継手の形状に一致する形状のホット プレートが、2 つの部品間の所定の位置に移動します。2 つの対向するプラテンは、熱によって界面がプラスチックの融点まで柔らかくなるまで、部品を移動させてホット プレートに接触させます。この状態に達したら、ホット プレートを取り外し、溶接接合部が冷えて再凝固して永久結合が形成されるまで、部品を押し合わせて保持します。
熱板溶接装置は通常、空気圧、油圧、またはサーボ モーターを使用した電気的に制御されます。
このプロセスは、自動車のボンネット下の部品、自動車の内装トリム部品、医療用濾過装置、家電部品、その他の車内部品の溶接に使用されます。
高周波溶着
誘電シーリングまたは高周波 (RF) ヒート シーリングとも呼ばれる高周波溶接は、1940 年代から存在する非常に成熟した技術です。無線周波数の範囲の高周波電磁波は、特定のポリマーを加熱して、プラスチックを接合のために軟化させる可能性があります。加熱したプラスチックを圧力をかけながら溶接します。ポリマーの一部の化学物質双極子の急速な再配向によってポリマー内で熱が発生します。これは、加熱を局所的に行うことができ、プロセスを連続的に行うことができることを意味します。
誘導溶接
プラスチックなどの電気絶縁体に金属や炭素繊維などの導電性の高い材料を埋め込むと、誘導溶接が可能になります。溶接装置には、高周波電流で通電される誘導コイルが含まれています。これにより、導電性または強磁性のワークピースに作用する電磁場が生成されます。導電性ワークピースでは、主な加熱効果は渦電流と呼ばれる誘導電流による抵抗加熱です。炭素繊維強化熱可塑性材料の高周波溶接は、航空宇宙産業などで一般的に使用されている技術です。
強磁性ワークピースでは、サセプタと呼ばれる金属または強磁性化合物をプラスチックに配合することで、プラスチックを誘導溶接できます。これらのサセプタは、誘導コイルから電磁エネルギーを吸収して高温になり、熱伝導によって周囲の材料に熱エネルギーを失います。
射出溶接
射出溶接は、ハンドヘルド溶接機の特定のチップを使用して、さまざまなサイズのプラスチックの欠陥穴にチップを挿入し、内側から外側にパッチを当てることができることを除いて、押し出し溶接に似ています/同じです。利点は、欠陥穴の後方にアクセスする必要がないことです。代替案はパッチです。ただし、パッチを元の周囲のプラスチックと同じ厚さに研磨することはできません。このような加工にはPEやPPが最適です。Drader の射出溶接はそのようなツールの一例です。
超音波溶着
超音波溶接では、高周波 (15 kHz ～ 40 kHz) の低振幅振動を使用して、接合する材料間の摩擦によって熱を発生させます。2 つの部品の境界面は、エネルギーを集中させて溶接強度を最大化するように特別に設計されています。超音波はほぼすべてのプラスチック材料に使用できます。これは利用可能な最速のヒートシール技術です。
摩擦圧接
摩擦溶接では、組み立てられる 2 つの部品が、超音波溶接よりも低い周波数 (通常 100 ～ 300 Hz) と高い振幅 (通常 1 ～ 2 mm (0.039 ～ 0.079 インチ)) で擦り合わされます。動きによって生じる摩擦と 2 つの部品間のクランプ圧力とが組み合わされて熱が発生し、2 つの部品間の接触領域が溶け始めます。この時点で、可塑化された材料が互いに絡み合う層を形成し始めるため、強力な溶接が得られます。振動動作が完了すると、溶接接合部が冷えて溶けたプラスチックが再凝固するまで、部品は一緒に保持されたままになります。摩擦運動は直線的または軌道的であり、2 つの部品のジョイント設計はこの運動を可能にする必要があります。
スピン溶接
スピン溶接は摩擦溶接の特殊な形式です。このプロセスでは、円形の溶接継手を備えた 1 つのコンポーネントが静止した状態に保持され、一方、相手のコンポーネントが高速で回転して静止したコンポーネントに押し付けられます。2 つのコンポーネント間の回転摩擦により熱が発生します。接合面が半溶融状態に達すると、回転コンポーネントは突然停止します。2 つのコンポーネントにかかる力は、溶接接合部が冷えて再凝固するまで維持されます。これは、おもちゃ、ショッピング カート、リサイクル箱などの低耐久および中耐久のプラスチック ホイールを製造する一般的な方法です。このプロセスは、自動車のボンネット下のコンポーネントにさまざまなポート開口部を溶接するためにも使用されます。
レーザー溶接
この技術では、1 つの部分がレーザー ビームに対して透過性であり、もう 1 つの部分が吸収性であるか、またはビームを吸収する界面のコーティングが必要です。レーザー ビームが接合線に沿って移動する間、2 つの部品に圧力がかかります。ビームは最初の部分を通過し、他の部分またはコーティングに吸収されて界面を軟化させるのに十分な熱を発生させ、永久的な溶接を形成します。
半導体ダイオード レーザーは通常、プラスチック溶接に使用されます。808 nm ～ 980 nm の範囲の波長を使用して、さまざまなプラスチック材料の組み合わせを接合できます。材料、厚さ、および必要なプロセス速度に応じて、1W 未満から 100W までの電力レベルが必要です。
溶剤溶接
溶剤溶接では、室温でポリマーを一時的に溶解できる溶剤が適用されます。これが起こると、ポリマー鎖は液体中で自由に移動でき、他の成分内で同様に溶解した他の鎖と混ざり合う可能性があります。十分な時間が経過すると、溶媒はポリマーを通って環境中に浸透し、鎖の可動性が失われます。これにより、溶媒溶接を構成する絡み合ったポリマー鎖の固体塊が残ります。
この技術は、家庭用配管などの PVC パイプと ABS パイプの接続によく使用されます。プラスチック (ポリカーボネート、ポリスチレン、または ABS) モデルの「接着」も溶剤溶接プロセスです。
投稿日時: 2018 年 5 月 10 日