本发明涉及一种电阻热焊热塑性塑料,特别是焊接聚丙稀马桶箱体的方法。 英国专利GB2163703A提出一种熔焊热塑性塑料的方法和设备。它是将封装在塑料护套中的一对扁平电阻丝插入两个待焊件之间并与之牢固接触,通电使电阻丝发热,两个待焊件就焊为一体。为了增大焊接面积,避免因移动而导致接触短路,并保持最佳热辐射距离,这对电阻丝采用了特殊的扁平截面,需要封装在塑料护套中,因而工艺复杂,成本增加。
焊接热塑性塑料的一种与本发明涉及的方法接近的公知技术是高频感应焊接法。它是将金属嵌件放在两个待焊件之间,并以适当压力使其暂时结合在一起,然后置于高频磁场内,其中的金属嵌件因感应电动势的作用产生电流而发热,使塑料熔融而接合,冷却后即得到焊接制品。参阅栾华编《塑料二次加工基本知识》,轻工业出版社1984年第一版第273页。这种方法设备复杂、昂贵,还需要投资解决高频干扰的问题,特制的金属嵌件更增加了工艺的复杂和成本。
本发明的目的是提供一种设备和工艺简单,成本低又无高频干扰的焊接热塑性塑料特别是焊接聚丙烯马桶箱体的方法。
本发明是这样实现的:在两个待焊件之间镶嵌一段长度大于焊缝的电阻丝,超出部份作为两端引出线与电源连接,对焊接面施加压力使两个待焊表面和其中的电阻丝紧密地接触,然后通以低压大电流使电阻丝发热导致塑料熔融而接合,冷却后即得到焊接制品。本发明的特征在于电阻丝呈波纹状并为未经包复的裸丝。波纹状可以增大焊接面积和减少电阻丝发热后的伸长变形。波纹地宽度和间距可以根据强度要求的焊接面积决定,显而易见波纹的宽度越大,间距在一定范围内越小,焊接面积就越大。由于不存在短路的可能,以及波纹的形状可以保持,因此采用未经塑料或其他材料包复的裸丝。电阻丝的材料以纯铜的效果最好,其次是低碳钢,也可以采用铝和镍铬合金等其他金属。
由于所述的电阻丝采用市售的普通裸铜丝(或裸铁丝等),不需要特制成一定形状的截面,不需包复,仅需用一对滚轮轧制成波纹状即可,因而工艺简单成本低。此外与镍铬丝相比,铜丝或铁丝有一定塑性易于轧制成波纹状而不断裂,而且在保持波纹状的同时易于弯曲成需要的形状,使用方便。
高频感应焊接法主要是高频感应部份复杂、昂贵,而本发明提供的方法仅需将交流市电通过普通高压器和降压器变为低压大电流即可,因而设备简单,价格低且不存在高频干扰问题。
下面结合聚丙烯马桶箱体焊接的实例和附图对本发明作进一步的说明。
图1、表示箱体焊接处的局部垂直剖面。
图2、表示箱体焊接处的局部水平剖面。
图3、是图1的A向视图,表示上箱体的电阻丝引出缺口。
图4、是焊接时箱体定位和加压示意图。
图5、是波纹状电阻丝的示意图。
制成波纹状的电阻丝<3>被镶嵌在上箱体<1>的焊接槽中,从而限制了电阻丝移动的可能,电阻丝两端引出线<7>,<8>从上箱体焊接槽的缺口<9>,<10>中分别引出后套上瓷套管<4>从水箱的注水口或粪箱的排粪口引出通过线夹与电源连接。焊接时以下箱体<2>的表面<6>定位,在上箱体的表面<5>上沿周边施加压力,压紧装置的动力源为气缸或油缸,因而在焊接过程中当塑料熔融使上箱体位置下降,上、下焊接面贴近时仍能使上、下焊接面和其中的电阻丝紧密地接触。然后通以低电压大电流,使上、下箱体熔焊为一体。马桶水、粪箱的焊缝均为封闭图形,为使焊缝不中断,电阻丝的两端从上箱体焊接槽同一位置相距4-5毫米的两缺口<9>和<10>分别引出,由于电阻丝周围1-2毫米范围内的塑料能被熔融而接合,因此尽管电阻丝中断,但形成的焊缝未中断,这样就保证了马桶水、粪箱焊缝的密封性。
参见图5,波纹状纯铜电阻丝通常取直径<d>为0.6-1.5毫米,波纹间距<l>为3-4倍直径,波纹宽度<b>为2-8倍直径。焊接时在纯铜电阻丝中通过的电流为该铜丝安全载流量的2-3倍。
压紧装置对焊接面施加的压强为0.5-1.5兆帕斯卡。
焊接马桶箱体时的最佳参数为纯铜电阻丝的<d>=1.0毫米,<b>=2.5毫米,<l>=4毫米,当电阻丝长2050毫米时电源电压为10伏,最大焊接电流50安。焊接时间40秒,对焊接面施加的压强为1.5兆帕斯卡。