热板焊接设计指南

(PC/ABS) (POM)
(PA66)
(PC) (PE)
(PP) (PS) (PVC)
●焊接面的二次工艺问题
焊接面二次工艺（涂装、电镀及热处理灯）禁止范围如下图示
锥头，利于电镀层剥离 1 0.7
4.热板焊接注意事项
●焊接面角度问题
焊接面需与拔模角垂直
4.热板焊接注意事项
●焊接面较高问题
增加边缘rib特征，增加产品强度
5.热板焊接问题诊断
热板焊常见问题及解决方法
序号 问题
原因
解决办法
1.5 热板焊机介绍 热板焊接机一般有立式焊接机和卧式焊接机
卧式热板焊接机
左定位模安装板 热模安装板 右定位模安装板
2.热板焊接与其他焊接方式对比分析
热板焊接优劣分析 优点：
· 焊接强度、效率高(在各焊接法中最佳) ； · 可进行气密接合，可靠性； · 制品、焊接部的形状设计相对来说比较容易。
缺点：
缺点：
• 熔接面为10度以内的平面； • 产品要坚固,耐得住振动摩擦（产品侧壁加强筋）； • 若焊接结构的设计不合理,有时外观会有溢料产生（焊接面设计溢胶槽）。
2.热板焊接与其他焊接方式对比分析
各焊接方式性能对照表如下表所示
3.热板焊接设计
3.1 热板焊接工艺 ●名词解释：
热溶时间：两个定位模与热模的接触时间为热熔时间, 固化时间：两个定位模合模以后的时间
ASA
PVDF
注： 熔接良好
○ 可能熔接 车灯应用中，AS 材料禁止使用
7.塑料焊接性能对比表
(ABS)
注: 1 =非常好2 =良好 3 =尚可4 =不可能 G =建议焊头表面刻滚花 Q =建议焊接面造剪切面 Z =注塑件 J =加薄胶膜
接触低温：热板温度达到
290℃,热板要与工件接触； 接触高温：热板温度在290℃ 以上,热板与工件接触,温度一 般在340℃左右； 不接触：热板温度在400～ 650℃之间,热板与工件不接触；
4 PC
非结晶 220℃
5 PPO
结晶
220-260℃
6 PSF(聚砜） 非结晶 300℃
7
尼龙12/6/66
半结晶结晶材料
240-300℃
350℃ 360℃
360℃ 350℃
480℃ 450℃
350℃
350-400℃
3S--5S 3S--5S 5S--7S 5S--7S
7S--15S 7S--15S 7S--15S 7S--15S
3.2 热板焊接面结构设计
按照焊接面形式分类如下：
热板摩擦焊接
凸缘焊接 无凸缘焊接
热板摩擦焊接
热熔线焊接 无热熔线焊接
热板摩擦焊接
带溢胶槽焊接 无溢胶槽焊接
注：可以根据焊接强度及外观要求，综合设计衍生其他焊接面形式
3.热板焊接设计
3.2 热板焊接面结构设计
焊接面结构形式如下：
A）无凸缘结构 其适合于产品壁厚相对较厚、侧壁相对较低、焊接强度要求不高或外观要求较高的产品焊接。 针对焊接溢胶问题，可以增加溢胶槽（其形式多样），如右图所示，为其一，其它衍生形式详见下文介绍。
· 由热板产生的热量使制品软化，周期较长； · 粘贴在热板上的树脂会出现拉丝现象 (必须有相应的
塑料粘贴对策)； · 当不同种类的树脂或金属与树脂相接合时，会出现强
度不足。
2.热板焊接与其他焊接方式对比分析
其他焊接方式优缺点分析
●超声波： · 加工时间短、成本低 · 受塑料限制、加工物受形状大小限制 ●振动摩擦焊接：
6.焊接材料相熔性一览表
热塑性塑料
PS
○
○
○
ABS
○
○○○
PMMA
○
○○
○
PVC
PPE/PA
○○
○
PPE/PS
○○
PC
○○
○
PC/ABS
○
PE-HD,LD
PP
PA
○
PAA
POM
PET
PBT
○
PC/PBT
SAN
○
○
PSU
PEI
PESU
PPS
PEEK
○
CA
TPU
PEBA
SMA
ASA/PC
PEE-Elast
长时间的接触固化（一般在20—60秒）的焊接。 热板表面镀聚四氟乙烯，防止材料粘模，但是一般聚四氟乙烯的温度不能高于250℃高于250℃ 聚四氟乙烯会分解。
高温短时焊接：考虑到低温焊接效率比较低，而且有些材料的黏度很大，会造成模具 粘模。提高温度可以降低材料的粘度。一般设在300---480。热熔时间一般在3—7S.根据材料的特 性一般高温焊接在材料的熔融温度和分解温度之间不能超过分解温度。
优点：
• 焊接不规则,形状复杂的工件； • 可熔接大型的零件； • 熔接力强,接口可靠； • 能一次焊接多个工件； • 无需借助其它结合物质； • 无臭味,不会造成环保问题； • 对于受潮（需干燥处理）与含高量添加物（高达45%）之塑料有良好的熔接效果； • 耗电量低； • 快速,容易设定； • 模具替换性高。
σ
热板烫伤。
槽空间大于溢胶量
20%以上）。
热板焊接截面
振动焊接截面
3.热板焊接设计
3.5热板焊接零件定位与支撑 为保证产品的焊接精度，待焊接产品需精度定位与焊接机夹具之上
通常以定位销的形式定位，如下图所示
基本结构形式A的定位方式 定位块定位
基本结构形式B的定位方式 定位销定位
4.热板焊接注意事项
分解 温度
焊接温度
ห้องสมุดไป่ตู้
半结晶 非结晶
173-250℃
170-280℃
300℃
280-300℃
260℃
300-350℃
结晶
175℃
240℃ 300℃
热熔时间 固化时间
5S--15S 7S--15S 5S--7S 7S--10S 3S--5S 5S--12S
压力
0.5MPA--0.7MPA 0.5MPA--0.7MPA 0.5MPA--0.7MPA
非接触式焊接：非接触式焊是利用热的辐射来使材料达到熔融，一般非接触式焊的热 温度都在400—550℃，与热板的距离都在0.5—2mm,这种焊接对加热部分要求很高，一般加热管 很难达到。
1.热板焊接介绍
1.3 常用材料的焊接工艺
热板焊接材料特性
序号 材料名称
1 PP 2 ABS 3 POM
材料特性 熔融温度
S
V1 V0
V1
Sz
Sz
无溢胶槽
溢胶槽
3.热板焊接设计
3.2 热板焊接面结构设计
焊接面结构形式如下：
B）凸缘结构 相对无凸缘结构，该形式增强产品结构强度/增加焊接面宽度及焊缝强度，其适合于较大产品，焊接强度要求 较高且外观要求较低的产品焊接。 针对外观及内部要求，可以单侧或双侧增加溢胶槽，其形式多样，右下图为最基本溢胶槽形式（无挡胶结 构），其它衍生结构详见下文介绍。
3.热板焊接设计
3.3热板焊接面衍生结构设计
基本形式B衍生形式
3.热板焊接设计
3.4热板焊接面结构形式与振动摩擦焊面结构形式区别 由于其焊接原理不同，焊接截面区别如下：
产品焊接面突出产品
边缘H(熔胶
静止产品的焊接面
深)+σ(min0.5，受
一般凹于产品边缘σ
温度场影响)，避免
σ
（min1，满足溢胶
5 益料过多
接触时间过长，熔融量过多
减少熔接量，和熔接时间
6 益料过少
接触时间过短，熔融量过少
7
料件试水不漏， 材料焊接中焊接不均匀，形成
爆破压不过
虚焊
8
焊接面焊接均匀 试水不过
1.材料高温发生分解，形成泪 焊2.材料在空间的停留时间过
长
9
焊接面只有几处 焊接不均匀
加热模发生变形
增大熔接量，增长熔接时间 检查焊接面是否均匀，固化量是否够 1.降低温度，2.加快机台的分合速度
根据加热模的材料特性经行处理
PS ABS PMMA PVC PPE/PA PPE/PS PC PC/ABS PE-HD,LD PP PA PAA POM PET PBT PC/PBT SAN PSU PEI PESU PPS PEEK CA TPU PEBA SMA ASA/PC PEE-Elast ASA PVDF
熔解量：产品接触热模往下熔解的值
固化量：两个焊接产品在固化时往下压缩的值
●固化量和熔解量关系:
焊接的质量与焊接的熔融层的厚度有很大的关系，以及在焊接时挤出熔融物所占的比例，一般焊接的所热熔 的量与料件所焊接的接触面厚度成34%，及L0=0.34d, L1=L1*0.75 Lr=L0*0.25*2
3.热板焊接设计
1 焊接有拉丝
温度过低
提高温度，及检查加热管有无烧坏
2
材料有焊接益料 发黄
温度过高
感应线不起作用，设定温度与实际温度不同
一，材料降解 二，材料本身 3 焊接面出现气孔 有水分，三，焊接时材料与焊 1.降低温度 2.材料经行烤干3.模具上做排气孔
接模空气不能排去
4 焊接材料变形
温度过高产生
在不拉丝的情况下尽量降低温度，缩短热熔 时间
0.5MPA--0.7MPA 0.5MPA--0.7MPA 0.5MPA--0.7MPA 0.5MPA--0.7MPA
1.热板焊接介绍
1.4 热板焊接原理
1.热板焊接介绍
1.5 热板焊机介绍 热板焊接机一般有立式焊接机和卧式焊接机
上定位模安装板 热模安装板 下定位模安装板
立式热板焊接机
1.热板焊接介绍
无溢胶槽
溢胶槽
3.热板焊接设计
3.3热板焊接面衍生结构设计
结构衍生时把握以下几点：
●熔接线宽度要求（一般1.5mm以上，与焊接强度有关）； ●熔胶深（一般1mm以上，与焊接强度有关）； ●溢胶槽空间需大于熔胶量，一般控制20%以上余量； ●焊接产品的边缘间距需大于熔胶深，避免热板温度场影响，烫伤产品边缘（一般间距1mm以上）； 基本形式A衍生形式
热板焊接设计
1.热板焊接介绍 2.热板焊接与其他焊接方式对比分析 3.热板焊接面结构设计 4.热板焊接面注意事项 5.热板焊缝问题诊断 6.焊接材料相熔性一览表 7.塑料焊接性能对比表
1.热板焊接介绍
1.1 热板焊接定义 热板焊接是指上下两焊接件通过热板加热溶化后，接触并固化的一种焊接方式。
1.2 热板焊接分类 按照焊接温度场分为低温长时焊接、高温短时焊接和非接触式焊接。 低温长时焊接：通过发热体加热到一定的温度（一般材料熔融高于30—70°）再通过