PFA熔融焊接技術 

　　PFA熔融焊接技術

　　一、前言

　　PFA是氟塑料的一種，即四氟乙烯與全氟代烷基乙烯基醚共聚物，它除了與四氟乙烯（PTFE）的使用性能相類似外，還具有可熔融性。

　　聚四氟乙烯（PTFE），被稱為塑料王。由于它特殊的分子結構另PTFE很難熔融，所以氟塑料的加工不同于普通塑料，只能采用冷壓燒結法。但這種方法適合于生產(chǎn)小型的管、板、棒類制品。對于化工行業(yè)中所需大面積板材（由于板材較厚，無法使用熱壓焊成型），故可以采用PFA熔融焊接技術來解決。

　　二、PFA熔融焊接的可能性

　　眾所周知，要想使物體通過焊條相粘結起來，必須使焊條與被焊物熔融。因為

　　PFA與PTFE的性能比較

　　性能/材料 PFA PTFE

　　比重（g/cm3） 2.12-2.17 2.14-2.20

　　拉伸強度（Mpa） 28-30 18-35

　　伸長率（%） 260-300 200-400

　　線長系數(shù)（1/℃） 12x10-5 10x10-5

　　連續(xù)使用溫度（℃） 260 260

　　吸水率（%） 0.01 0.03

　　PTFE的表面張力低，為18.5dyn/cm，根據(jù)相似相容原理，必須找出一種表面張力特別低而且又有與PTFE極相似的優(yōu)良性能的材料做焊條才能“粘住”PTFE。通過實驗我們選擇了（通過上表可得知）PFA作焊接材料。

　　實驗證明：用PFA熔融焊接的制品，其性能與PTFE相似，焊縫系數(shù)為0.6-0.8，也就是說拉伸強度可達12-16Mpa，因此只要嚴格控制工藝條件，用PFA熔融焊接是可以達到使用要求的。

　　三、PFA熔融焊接操作過程

　　1.實驗器材與材料

　　器材：

　　Leister焊槍

　　3W-0.6T無油空氣壓縮機

　　減壓空氣防護面罩

　　鉗工工具等

　　材料：

　　聚四氟乙烯板材（符合2BG33002-85標準）

　　PFA焊條（圓形ROD：3mm,4mm,5mm;tape;t-tape）

　　2.焊接工藝條件實驗

　　2.1焊接溫度

　　溫度的溫度選擇和均勻性控制尤為重要，溫度要以PFA的熔點為基點，逐漸升高，以不影響其性能的最高溫度為最佳溫度。通過大量實驗，焊槍的溫度應>420℃。

　　2.2焊接壓力

　　由于焊條受熱軟化，若使之粘于板上，則需約7kg的力作用于焊條上，這一壓力可通過一壓柄傳遞至焊條上，壓柄的設計要考慮到操作者使用方便，還要考慮到焊條角度的控制。

　　2.3移動角度

　　焊接時移動的角度太快會因焊條未完全融化而影響速度，過慢又會影響效率，通過實驗最佳速度應控制在3.3cm-5.5cm/min.

　　2.4表面處理

　　PTFE焊縫處及焊條在使用前一定要用丙酮擦洗干凈，焊接前首先要將PTFE板兩面導成30°或45°（根據(jù)板厚薄確定）的角度，同時用木銼打成交叉性毛刺以增加表面粗糙度來提高粘合性。表面處理不好會影響焊接效果。

　　3.安全防護

　　在400℃高溫下，PTFE及PFA會分解出有毒氣體，因此操作人員必須穿戴好防護面罩，在空氣流動性好的地方操作，否則在室內一定裝好引風機，以達到生產(chǎn)場所的通氣換風，其它人員禁止在周圍工作。

　　4.性能測試

　　隨機取樣5件，性能測試如下表

　　編號/性能 基材強度（Mpa） 焊縫強度（Mpa） 焊接系數(shù)

　　01 19.8 15.5 0.78

　　02 20.7 17 0.82

　　03 20 13.6 0.68

　　04 22 16.9 0.76

　　由實驗得出結論：用PFA熔融焊接可使焊縫系數(shù)達0.6-0.8，這一工藝也可用于形狀復雜工件（如三通、彎頭）的焊接。

　　四、結論及建議

　　1.用PFA熔融焊接可以制得大面積板材，也適用于圓墊及復雜件成型。

　　2.用PFA熔融焊接，采用上述工藝可以使焊縫系數(shù)達0.6-0.8.

　　3.可以采用大噸位的液壓機設備生產(chǎn)面積較大的板材。

　　“PTFE”和“PFA”的區(qū)別：

　　外觀：PFA半透明、PTFE純白色不透明。 耐溫度：PFA  -200度－+260度、PTFE-200度－+250度。 原材料形狀：PFA的是料粒狀，PTFE是粉狀。

　　PTFE：

　　聚四氟乙烯（Poly tetra fluoroethylene，簡寫為PTFE），一般稱作“不粘涂層”或“易清潔物料”。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶于所有的溶劑。同時，聚四氟乙烯具有耐高溫的特點，它的摩擦系數(shù)極低，所以可作潤滑作用之余，亦成為了易清潔水管內層的理想涂料。 耐大氣老化性：耐輻照性能和較低的滲透性：長期暴露于大氣中，表面及性能保持不變。 不燃性：限氧指數(shù)在90以下。 耐酸堿性：不溶于強酸、強堿和有機溶劑（包括魔酸，即氟銻磺酸）。 抗氧化性：能耐強氧化劑的腐蝕。 酸堿性：呈中性。

　　PFA：

　　PFA塑料為少量全氟丙基全氟乙烯基醚與聚四氟乙烯的共聚物。熔融粘結性增強，溶體粘度下降，而性能與聚四氟乙烯相比無變化。此種樹脂可以直接采用普通熱塑性成型方法加工成制品。適于制作耐腐蝕件，減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件，高溫電線、電纜絕緣層，防腐設備、密封材料、泵閥襯套，和化學容器。 為少量全氟丙基全氟乙烯基醚與聚四氟乙烯的共聚物。熔融粘結性增強，溶體粘度下降，而性能與聚四氟乙烯相比無變化。此種樹脂可以直接采用普通熱塑性成型方法加工成制品。 長期使用溫度-196--260度，有卓越的耐化學腐蝕性，對所有化學品都耐腐蝕，摩擦系數(shù)在塑料中最低，還有很好的電性能，其電絕緣性不受溫度影響，有“塑料王”之稱。 其耐化學藥品性與聚四氟乙烯相似，比偏氟乙烯好。 其抗蠕變性和壓縮強度均比聚四氟乙烯好，拉伸強度高，伸長率可達100-300%。介電性好，耐輻射性能優(yōu)異。阻燃性達V0級。 適于制作耐腐蝕件，減磨耐磨件、密封件、絕緣件和醫(yī)療器械零件。 高溫電線、電纜絕緣層，防腐設備、密封材料、泵閥襯套，和化學容器。