Loại hàn nhựa

Hàn nhựalà hàn các vật liệu nhựa bán thành phẩm và được mô tả trong ISO 472 như một quá trình kết hợp các bề mặt đã được làm mềm của vật liệu, thường với sự trợ giúp của nhiệt (trừ hàn dung môi).Hàn nhựa nhiệt dẻo được thực hiện theo ba giai đoạn tuần tự, đó là chuẩn bị bề mặt, áp dụng nhiệt và áp suất và làm mát.

Hàn khí nóng

Hàn khí nóng hay còn gọi là hàn khí nóng là kỹ thuật hàn nhựa sử dụng nhiệt.Một loại súng nhiệt được thiết kế đặc biệt, gọi là máy hàn khí nóng, tạo ra một luồng khí nóng làm mềm cả bộ phận được nối và que hàn nhựa, tất cả đều phải bằng nhựa giống nhau hoặc rất giống nhau.(Hàn PVC với acrylic là một ngoại lệ đối với quy tắc này.)

Hàn khí/khí nóng là một kỹ thuật chế tạo phổ biến để sản xuất các hạng mục nhỏ hơn như bể chứa hóa chất, bể chứa nước, bộ trao đổi nhiệt và phụ kiện đường ống nước.

Trong trường hợp màng và màng thì không được sử dụng thanh phụ.Hai tấm nhựa được làm nóng bằng khí nóng (hoặc bộ phận làm nóng) rồi cuộn lại với nhau.Đây là quá trình hàn nhanh và có thể thực hiện liên tục.

Hàn đầu tốc độ

Với hàn tốc độ, máy hàn nhựa có hình dáng và công suất tương tự như mỏ hàn, được lắp một ống cấp cho que hàn nhựa.Đầu hàn tốc độ làm nóng que hàn và bề mặt, đồng thời ép que hàn nóng chảy vào vị trí.Một hạt nhựa mềm được đặt vào mối nối, các bộ phận và que hàn sẽ kết dính lại với nhau.Với một số loại nhựa như polypropylene, que hàn nóng chảy phải được “trộn” với vật liệu nền bán nóng chảy đang được chế tạo hoặc sửa chữa.Những kỹ thuật hàn này đã được cải tiến theo thời gian và đã được sử dụng trong hơn 50 năm bởi các nhà chế tạo và sửa chữa nhựa chuyên nghiệp trên toàn thế giới.Phương pháp hàn đầu tốc độ là một kỹ thuật hàn nhanh hơn nhiều và có thể được sử dụng trong thực tế ở các góc hẹp.Một phiên bản của “súng” đầu hàn tốc độ thực chất là một mỏ hàn có đầu hàn phẳng, rộng, có thể dùng để làm nóng chảy mối hàn và vật liệu độn nhằm tạo liên kết.

Hàn đùn

Hàn đùn cho phép ứng dụng các mối hàn lớn hơn trong một đường hàn duy nhất.Đây là kỹ thuật được ưa chuộng để nối vật liệu dày hơn 6 mm.Que hàn được kéo vào một máy đùn nhựa cầm tay thu nhỏ, được làm dẻo và buộc ra khỏi máy đùn dựa vào các bộ phận được nối, chúng được làm mềm bằng một luồng khí nóng để cho phép liên kết diễn ra.

Hàn tiếp xúc

Điều này cũng giống như hàn điểm ngoại trừ nhiệt được cung cấp bằng sự dẫn nhiệt của đầu nhíp thay vì dẫn điện.Hai bộ phận bằng nhựa được ghép lại với nhau, nơi các đầu nóng sẽ kẹp chúng lại, làm tan chảy và nối các bộ phận trong quá trình này.

Hàn tấm nóng

Liên quan đến hàn tiếp xúc, kỹ thuật này được sử dụng để hàn các bộ phận lớn hơn hoặc các bộ phận có hình dạng mối hàn phức tạp.Hai bộ phận cần hàn được đặt trong dụng cụ gắn vào hai tấm ép đối diện nhau của máy ép.Một tấm nóng, có hình dạng phù hợp với hình dạng mối hàn của các bộ phận được hàn, được di chuyển vào vị trí giữa hai bộ phận.Hai tấm đối diện di chuyển các bộ phận tiếp xúc với tấm nóng cho đến khi nhiệt làm mềm các bề mặt tiếp xúc đến điểm nóng chảy của nhựa.Khi đạt được điều kiện này, tấm nóng được lấy ra, các bộ phận được ép lại với nhau và giữ cho đến khi mối hàn nguội đi và đông đặc lại để tạo liên kết lâu dài.

Thiết bị hàn tấm nóng thường được điều khiển bằng khí nén, thủy lực hoặc điện với động cơ servo.

Quá trình này được sử dụng để hàn các bộ phận dưới mui xe ô tô, các bộ phận trang trí nội thất ô tô, thiết bị lọc y tế, các bộ phận thiết bị tiêu dùng và các bộ phận nội thất ô tô khác.

Hàn tần số cao

Hàn tần số cao, còn được gọi là Hàn điện môi hoặc Hàn nhiệt tần số vô tuyến (RF) là một công nghệ rất trưởng thành đã có từ những năm 1940.Sóng điện từ tần số cao trong phạm vi Tần số vô tuyến có thể làm nóng một số polyme nhất định để làm mềm nhựa để nối.Nhựa được nung nóng, chịu áp lực hàn lại với nhau.Nhiệt được tạo ra bên trong polyme bằng cách định hướng lại nhanh chóng một số lưỡng cực hóa học của polyme, điều đó có nghĩa là quá trình gia nhiệt có thể cục bộ và quá trình này có thể diễn ra liên tục.

Hàn cảm ứng

Khi chất cách điện, như nhựa, được nhúng với vật liệu có tính dẫn điện cao, như kim loại hoặc sợi carbon, hàn cảm ứng có thể được thực hiện.Thiết bị hàn có chứa một cuộn dây cảm ứng được cấp điện bằng dòng điện tần số vô tuyến.Điều này tạo ra một trường điện từ tác động lên vật liệu dẫn điện hoặc vật liệu sắt từ.Trong phôi dẫn điện, hiệu ứng làm nóng chính là làm nóng bằng điện trở, do dòng điện cảm ứng gọi là dòng điện xoáy.Hàn cảm ứng vật liệu nhựa nhiệt dẻo gia cố bằng sợi carbon là một công nghệ thường được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ.

Trong phôi sắt từ, nhựa có thể được hàn cảm ứng bằng cách tạo công thức cho chúng bằng các hợp chất kim loại hoặc sắt từ, được gọi là chất cảm ứng.Những chất nhạy cảm này hấp thụ năng lượng điện từ từ cuộn dây cảm ứng, trở nên nóng và mất năng lượng nhiệt sang vật liệu xung quanh bằng cách dẫn nhiệt.

Hàn phun

Hàn phun tương tự/giống hệt với hàn đùn, ngoại trừ việc sử dụng một số mẹo nhất định trên máy hàn cầm tay, người ta có thể đưa đầu hàn vào các lỗ khuyết tật bằng nhựa có kích thước khác nhau và vá chúng từ trong ra ngoài.Ưu điểm là không cần tiếp cận phía sau lỗ khuyết tật.Giải pháp thay thế là một miếng vá, ngoại trừ việc miếng vá không thể được chà nhám bằng lớp nhựa xung quanh ban đầu để có cùng độ dày.PE và PP phù hợp nhất cho loại quy trình này.Máy tiêm Drader là một ví dụ về công cụ như vậy.

Hàn siêu âm

Trong hàn siêu âm, rung động biên độ thấp tần số cao (15 kHz đến 40 kHz) được sử dụng để tạo nhiệt bằng cách ma sát giữa các vật liệu được nối.Giao diện của hai phần được thiết kế đặc biệt để tập trung năng lượng cho độ bền mối hàn tối đa.Siêu âm có thể được sử dụng trên hầu hết các vật liệu nhựa.Đây là công nghệ hàn nhiệt nhanh nhất hiện có.

Hàn ma sát

Trong hàn ma sát, hai bộ phận được lắp ráp được cọ xát với nhau ở tần số thấp hơn (thường là 100–300 Hz) và biên độ cao hơn (thường là 1 đến 2 mm (0,039 đến 0,079 in)) so với hàn siêu âm.Ma sát do chuyển động gây ra kết hợp với áp lực kẹp giữa hai bộ phận tạo ra nhiệt lượng bắt đầu làm nóng chảy vùng tiếp xúc giữa hai bộ phận.Tại thời điểm này, các vật liệu dẻo bắt đầu hình thành các lớp đan xen với nhau, do đó tạo ra mối hàn chắc chắn.Khi hoàn thành chuyển động rung, các bộ phận vẫn được giữ chặt với nhau cho đến khi mối hàn nguội đi và nhựa nóng chảy đông cứng lại.Chuyển động ma sát có thể là chuyển động tuyến tính hoặc quỹ đạo và thiết kế khớp nối của hai bộ phận phải cho phép chuyển động này.

Hàn quay

Hàn quay là một dạng hàn ma sát đặc biệt.Với quy trình này, một bộ phận có mối hàn tròn được giữ cố định, trong khi bộ phận đối ứng được quay với tốc độ cao và ép vào bộ phận đứng yên.Ma sát quay giữa hai bộ phận tạo ra nhiệt.Khi các bề mặt nối đạt đến trạng thái bán nóng chảy, bộ phận quay sẽ dừng đột ngột.Lực tác dụng lên hai bộ phận được duy trì cho đến khi mối hàn nguội đi và đông đặc lại.Đây là cách phổ biến để sản xuất bánh xe nhựa có công suất thấp và trung bình, ví dụ như dùng cho đồ chơi, xe đẩy hàng, thùng tái chế, v.v. Quá trình này cũng được sử dụng để hàn các lỗ mở cổng khác nhau vào các bộ phận dưới mui xe của ô tô.

Hàn laser

Kỹ thuật này yêu cầu một bộ phận có khả năng truyền tới chùm tia laze và bộ phận còn lại có khả năng hấp thụ hoặc lớp phủ ở bề mặt tiếp xúc có khả năng hấp thụ chùm tia.Hai bộ phận được đặt dưới áp lực trong khi chùm tia laser di chuyển dọc theo đường nối.Chùm tia đi qua phần thứ nhất và được phần còn lại hoặc lớp phủ hấp thụ để tạo ra nhiệt đủ để làm mềm bề mặt tiếp xúc tạo ra mối hàn vĩnh viễn.

Laser diode bán dẫn thường được sử dụng trong hàn nhựa.Các bước sóng trong khoảng từ 808 nm đến 980 nm có thể được sử dụng để kết hợp các tổ hợp vật liệu nhựa khác nhau.Cần có mức công suất từ ​​dưới 1W đến 100W tùy thuộc vào vật liệu, độ dày và tốc độ xử lý mong muốn.

Hàn dung môi

Trong hàn dung môi, một dung môi được sử dụng có thể hòa tan tạm thời polyme ở nhiệt độ phòng.Khi điều này xảy ra, các chuỗi polyme có thể tự do di chuyển trong chất lỏng và có thể hòa trộn với các chuỗi hòa tan tương tự khác trong thành phần khác.Nếu có đủ thời gian, dung môi sẽ thấm qua polyme và ra môi trường, làm cho các chuỗi mất đi tính linh động.Điều này để lại một khối rắn gồm các chuỗi polyme vướng víu tạo thành mối hàn dung môi.

Kỹ thuật này thường được sử dụng để kết nối ống PVC và ABS, như trong hệ thống ống nước gia đình.Việc “dán” các mô hình nhựa (polycarbonate, polystyrene hoặc ABS) lại với nhau cũng là một quá trình hàn bằng dung môi.