Različiti plastični proizvodi zahtijevaju različite plastične postupke zavarivanja
Plastični proizvod može biti izrađen od više materijala ili komponenti. Za kombiniranje komponenti mogu se koristiti mehanički pričvršćivači, ljepila i procesi zavarivanja. Među tri metode spajanja, postupak zavarivanja ima najbolji učinak, a tu su i razni oblici zavarivanja. Različiti procesi zavarivanja mogu se koristiti prema različitim materijalima, veličinama i koristima.
Mehanički pričvršćivači, ljepila i procesi zavarivanja mogu se svi pridružiti dvije inženjerske plastike. Mehanički pričvršćivci mogu brzo povezati dvije komponente, ali je propuštena funkcija zgloba loša, a lokalni stres također može uzrokovati odvajanje polimernog materijala.
Ljepila mogu osigurati dobra svojstva i formirati zglobove s izvrsnom funkcijom koja je propuštena. Međutim, ljepila je teško rukovati i sporo izliječiti. Istovremeno, kada se ljepilo koristi za vezivanje, potrebna je priprema šva i čistoća površine.
Zavarivanje može proizvesti dobro vezani šav s mehaničkim svojstvima blizu onom matičnog materijala. Plastično zavarivanje ograničeno je na termoplastične polimere jer se termoplastični materijali mogu omekšati grijanjem. Nakon očvršćivanja termosetirajući polimeri se ne mogu omekšati grijanjem. U usporedbi s metalima, termoplastični polimeri zahtijevaju manje topline za zavarivanje.
Plastični procesi zavarivanja mogu se podijeliti u dvije kategorije:
1. Mehanički pokretni postupak zavarivanja: ultrazvučno zavarivanje, trenje zavarivanje i zavarivanje vibracija.
2. Postupak vanjskog zavarivanja grijanja: zavarivanje vrućih ploča, zavarivanje toplog plina i zavarivanje implantata.
Ultrazvučno zavarivanje
Ultrazvučno zavarivanje koristi mehaničke vibracije visoke frekvencije za formiranje šiva. Dijelovi koji se sastavljaju steže se između oscilirajuće glave zavarivanja i fiksne glave zavarivanja pod pritiskom, a zatim pod desnim kutovima do kontaktne površine, te primaju ultrazvučne vibracije s frekvencijom od 20-40KHz. Naizmjeničan visokofrekventni stres stvara toplinu na zajedničkom sučelju kako bi se formirao visokokvalitetni zavari. Alati koji se koriste u ovom procesu su vrlo skupi, pa je prikladno koristiti kada je volumen proizvodnje velik.
Ova metoda zavarivanja je pogodna samo za male dijelove čija dužina zavarivanja ne prelazi nekoliko centimetara. Područja primjene uključuju ventile za zavarivanje i postupke probira za medicinsku opremu, kutije, auto dijelove, kućišta usisavača itd. na višeglavim strojevima.
Trenje zavarivanje
Termoplastično trenje zavarivanje (naziva se i "spin zavarivanje") ima isto načelo kao i zavarivanje metala. U ovom postupku zavarivanja, jedan supstrat je fiksna, a drugi supstrat je zakretan pri kontroliranoj kutnoj brzini. Kada se dijelovi pritisnu zajedno, trenje topline uzrokuje topljenje polimera, a nakon hlađenja se formira zavarivanje. Glavni parametri zavarivanja uključuju: brzinu rotacije, tlak trenja, tlak za ispiranje, vrijeme zavarivanja i dužinu taljenja.
Trenje zavarivanje može proizvesti izvrsnu kvalitetu zavarivanja, postupak zavarivanja je jednostavan, a ponovljivost je jaka. Međutim, zbog svog jednostavnog procesa, prikladan je samo za aplikacije gdje je barem jedan dio kružnog oblika i ne zahtijeva kutno poravnanje.
Zavarivanje vibracija
Vibracijsko zavarivanje naziva se i linearno trenje zavarivanje. Dva termoplastička dijela trljaju se jedan o drugi pod odgovarajućim pritiskom, frekvencijom i amplitudom dok se ne generiše dovoljno topline da se polimer istopi. Nakon što vibracija prestane, dijelovi su usklađeni jedni s drugima, a istopljeni polimer se učvršćuje kako bi se formirao zavari. Vibracijsko zavarivanje je slično spin zavarivanje, razlika je u tome što je kretanje linearno umjesto rotacije. Ova metoda zavarivanja je vrlo brza, frekvencija vibracija je općenito 100 do 240 Hz, a amplituda je 1 mm do 5 mm.
Glavna prednost ovog procesa zavarivanja je u tome što može zavariti velike i složene linearne dijelove velikom brzinom. Ostale prednosti uključuju: sposobnost zavarivanja više dijelova u isto vrijeme, alati za zavarivanje su jednostavni, a gotovo svi termoplastični materijali uključujući dijelove oblikovane za injekciju, ekstrudirane dijelove, puhati oblikovane dijelove, termoformirane dijelove, pjenaste dijelove i pečatirane dijelove može se zavariti. Uglavnom se koriste u industriji automobila i kućanskih aparata.
