[ 熱熔接法 ]
如果要將多個成型品組合成一個部品，對於熱塑性塑料一般採用熱熔接方法。該方法是將成型品的接合處熔融後，然後邊加壓邊進行冷卻，成型品就接合在一起，如下圖所示。由於在接合界面的分子擴散，分子鏈發生纏繞和以及結晶化，在熔接部位形成了接合強度。因此，基本上相同類型的PPS樹脂製品可以接合在一起。對於不同類型的樹脂，如果聚合物具有相似的溶解參數值（SP: Solubility Parameter）的話，也是可以進行接合的。在使用PPS樹脂時，還有可能與其他聚合物進行聚合（例如：聚酰胺或聚酯），有必要考慮特殊材料的設計，譬如聚合物合金等。在某些情況下，可以採用多層擠出成型將不同材料組合在一起，例如薄膜產品和管制產品。
熱熔接方法的特徵對比
下表列出了TORELINA™使用各種代表性熱熔接方法進行接合的特徵。不同的熔接方法具有不同的特徵，所以必須充分考慮製品的尺寸與形狀、製品的特性要求，以及經濟性，選擇合適的接合方法。
| 物品 | 代表性的熱熔接方法 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 熱板焊接 | 超聲波焊接 | 振動焊接 | 旋焊 | 激光焊接 | DSI成型 | |
| 兼容的形狀（限制） | 除了極端的 3-D 形狀 | 相對較小的零件 （受成型產品尺寸限制） | 除了極端的 3-D 形狀 （受振動方向限制） | 僅限圓柱形 | 相對薄壁零件 （受激光束傳輸限制） | 可脫模的形狀 |
| 適用材料 | 某些熱塑性樹脂是不允許的 | 熱塑性樹脂總論 | 熱塑性樹脂總論 | 熱塑性樹脂總論 | 有些不允許 （傳輸材料和吸收材料的組合） | 熱塑性樹脂總論 |
| 接頭外觀 | 一些樹脂會流失。 | 一些樹脂會流失。 | 一些樹脂會流失。 | 一些樹脂會流失。 | 好的 | 好的 |
| 焊接循環 | 慢的 | 快速地 | 快速地 | 快速地 | 快速地 | 產品提取： 1 次/2 次 |
| 能量消耗 | 低的 | 低的 | 中等的 | 低的 | 低的 | 高的 |
| 再現性 | 中等的 | 高的 | 高的 | 高的 | 高的 | 高的 |
| 對內置部件的影響 | 熱 | 振動 | 振動 | 迴轉 | 沒有任何 | - |
如何選擇TORELINA™的規格
不管使用何種熱熔接方法，通過提高分子間的纏繞效果來增加熔接強度，是所有方法中最常見的手段。在選擇材料時，除了物性要滿足製品的特性，還要注意以下幾點。
◆選擇熱熔接規格的PPS的要點
-
線型PPS
-
高分子量（低流動性）
-
固化較慢（低結晶溫度，彈性體改性等）
-
強化材含量較低
◆TORELIN™ 熱熔接用推薦規格
非強化PPS樹脂（全體）： A900 和A670系列
線型PPS：A602和A604 系列
彈性體改性PPS: A673M
* 交聯型PPS和高填充規格也可應用於熱熔接，但是它們相比以上推薦規格，在熔接強度，最佳熔接條件幅度（工藝窗口）等方面相對較小。
[ 加熱板熔接 ]
如下圖所示，使用加熱板熔接的方法，是先將成型品需要接合的部位使用加熱板同時進行熔融，然後熔融的部位連接在一起，在加壓的狀態下接合，直至冷卻和固化。
使用加熱板將成型品熔融的方法大致可以分為兩種類型，一種是接觸型，就是將成型品需要熔融的部位直接與加熱板接觸。另一種是非接觸型，這些部位不直接與加熱板接觸，而是通過加熱板輻射散發出來的熱量進行熔融。
對於接觸型方法，由於從加熱板傳導到成型品的熱量是很高的，加熱板的溫度應設置在樹脂的熔融溫度基礎上，再加上20℃～50℃。TORELINA™的熔接溫度可設定在300℃～ 330℃。相比非接觸型方法來說，它可以獲得一個相對較寬的工藝窗口，但是因為成型品直接與加熱板接觸，為了抑制拉絲的產生，加熱板狀態的管理（包括樹脂的剝離處理）就顯得非常重要。
對於非接觸型方法，存在於加熱板與成型品之間的空氣層具有較高的隔熱效果，所以加熱板溫度的設置應比接觸型方法的溫度要高。通常來說，儘管要考慮加熱板與成型品之間的空隙大小，但溫度至少要設定在600℃以上。如果加熱板與成型品之間的空隙太小，或者加熱板溫度過高，會造成成型品表面的熱履歷過剩，可能會出現由於樹脂分解而產生氣體，從而導致熔接失敗。因此把握空隙大小與加熱板溫度之間的關係尤為重要。另外，雖然非接觸型方法的工藝窗口很窄，但是由於沒有樹脂附著在加熱板上，因此，加熱板狀態的管理是非常容易的。這種方法更適用於持續生產。
主要影響熔接的因素包括加熱板的溫度、加熱時間和熔接餘量。當然還包括接觸型方法中的熔融餘量和非接觸型方法中試驗片與加熱板之間的距離（mm）。熔接餘量是成型品熔融後被壓在一起的行程（mm）或壓力（MPa），而熔融餘量則是成型品在加熱過程中，反作用給加熱板的行程（mm）或壓力（MPa）。如果熔融餘量和熔接餘量太小，將會造成熔融不足和熔接不足。反之，這些參數過大，將會出現大量的披峰和熔接不足。
[ 超聲波熔接 ]
以超聲波熔接是利用超聲波（20～40kHz）在接合面產生摩擦熱，使之熔融，再接合在一起的方法。在超聲波熔接中，將成型品的接合部分與共振器（又稱為焊頭）相接觸，對成型品施加超聲波振動，如下圖所示。通過超聲波引起的振動能量反復與成型品在接合界面發生碰撞而轉化成熱能（摩擦熱），使PPS樹脂熔融。還有另一種方法是接合部位離焊頭有一段距離，如這裡描述的那樣，此方法被稱為轉移接合，在該方法中，為了使接合處熔接在一起，抑制超聲波的衰減，使聲波在成型品中有效的擴散是很重要的。一般來說，成型品越大，焊頭與接合表面之間的距離就越大。任何超聲波的衰減都會降低材料的可熔接性。所以這種熔接方法適用於尺寸較小的成型品熔接。 在進行超聲波熔接時，可通過優化焊頭形狀、調整焊頭與成型品接觸的位置以及設計接合部等手段，來提高熔接強度和縮短熔接時間。關於設計接合部這方面特別的重要，平板接合表面（搭闆對接）將會引起超聲波發生散射，導致熔接不均一。因此，接合表面應如下圖所示那樣具有突起狀的導熔線（以下簡稱ED）。確保ED與熔接面積相匹配是很重要的。如果ED太小，熔接面積也會很小，導致熔接強度不足。反之，ED太大，會產生披鋒。 下圖導熔線（搭闆對接） 下圖 導熔線（搭闆對接） TORELINA™的結晶性很高，大件製品的ED不能得到足夠的熔接強度，在這種情況下，可通過採用合適的熔接面形狀來增加熔接強度。特別是圓柱形，超聲波熔接時使用階梯式熔接面更為有利。
[ 振動熔接 ]
振動熔接是通過固定一個成型品，同時另一個成型品在加壓力的狀態下橫向振動，在兩個成型品接觸的地方，由於摩擦使製品熔融，這樣就能接合在一起。如下圖所示，振動熔接儀是通過應用電磁線圈工作以抗拒彈簧而產生的橫向振動，在恆定的振幅（1～1.8mm，頻率為240Hz）下，使成型品反复摩擦而接合在一起。在成型品表面由於摩擦產生了熱量，熔融餘量逐漸在成型品表面形成，部分餘量會由於加壓力導致出現披鋒。當達到了預設熔接深度（大約1～2mm）時，熔接儀便進入了冷卻工序。振動熔接大約需要3～10秒的時間，所以其熔接時間要比超聲波熔接時間更長。在成型品尺寸太大而不能使用超聲波熔接的情況下，可以使用振動熔接方式。例如，振動熔接可適用於尺寸大而且結構複雜的中空成型品（如：汽車的進氣岐管）。
振動熔接必須要注意的一點是橫向振動的限制。如果接合表面是一個複雜的三維形狀，除非將該部件分成幾個部分進行熔接，否則直接熔接會容易失敗。所以在設計接合面的時候必須考慮振動導熔線。下圖顯示的是一般接合面的形狀，振動能散失，會導致熔接不均勻等問題。在這種情況下，增加一個熔接肋能有效地集中接合面的振動能量，另外設計披鋒池也可有效地減少了修邊的必要。
[ 激光熔接 ]
激光熔接基本上用於搭接接合。如下圖所示，在激光吸收材的表面，激光束的能量轉化為熱能，使表面熔融，然後由於熱傳遞導致另一個成型品表面也發生熔融後，使兩者接合在一起。激光熔接一般用於金屬焊接。對於金屬的激光熔接，從表面到接合部全部被熔融。對於熱塑性塑料，如之前描述的那樣，激光束穿過透過材在接合處轉化成熱能，這就意味著只有接合處熔融，因此，熱量引起的應變是很小的，而且可以獲得較高的熔接強度。相比熱熔接方法（例如：加熱板熔接）部分熔融餘量會以披鋒的形式釋放，而激光熔接很重要的特徵之一就是它能不需要釋放熔融餘量進行熔接，能做到無披鋒熔接。但是，透過材和吸收材的組合是有限制的，一般來說，使用自然色透過材和添加炭黑著色劑的黑色吸收體進行組合。 在激光熔接中，在接合表面加壓，相比熱板熔接，外力的作用下卻不能形成熔融餘量，而會在熔融過程中發生體積膨脹（比容改變），使接合界面的壓力上升。如果成型品之間的空隙過大，由於比容髮生變化，將不可能獲得足夠大的壓力，進而導致熱傳導不足而不能熔融透過材。因此，激光熔接的壓力設定需要調整與保持。
如之前所描述，熱塑性樹脂的激光熔接包含了一個透過材和一個吸收材。透過材的激光透過性非常重要。激光類型有很多種，例如：半導體激光（波長：635～940 nm），Nd: YAG激光（波長：1060 nm），CO 2激光（波長：9600，10,600 nm）。透過材在所使用的波長范圍內的透過率必須達到15%或以上，另外，為了提高生產穩定性而加寬工藝窗口，那麼透過性必須達到20%或以上。一般而言，像PPS此類由高結晶度的聚合物和強化材共混的複合材，由於激光束會在晶體部分和強化材（玻纖和/或礦物填充）發生反射和散射，導致激光束衰減，以至於激光束在透過材內部轉化成能量，而不是在接合表面熔融，所以並不適用於激光熔接。 TORELINA™ A602LX01是激光熔接用途規格，它是通過優化強化材和PPS聚合物的結晶度，抑制激光束的衰減，並得到較高的激光透過率來實現激光熔接的。下表列出了它的特性。
| 物品 | 單位 |
激光焊接級 A602LX01 |
一般等級 A604 |
|
|---|---|---|---|---|
| 密度 | kg/m 3 | 1480 | 1660 | |
| 抗拉強度 | MPa | 140 | 190 | |
| 拉伸伸長率 | % | 2.0 | 2 | |
| 抗彎強度 | MPa | 200 | 290 | |
| 彎曲模量 | GPa | 8.0 | 15.0 | |
| 夏比衝擊強度 | kJ/m 2 | 9 | 11 | |
|
激光束透過率(波長：940 nm) |
t1mm | % | 35 | 17 |
| t2mm | % | 23 | 6 | |
| t3mm | % | 9 | 2 | |
| 激光焊接強度 | 2毫米 | MPa | 42 | 不能焊接 |
激光熔接條件：30 W輸出，掃描速度：5 mm/s，折疊接合
◆激光可熔接性評價方法
激光可熔接性可通過在以下條件下製作的試驗片的拉伸斷裂強度來測定。
（熔接試驗片的製作條件）
熔接儀：35 W額定輸出，半導體激光
波長：940 nm
焦點直徑：Φ0.6 mm（正焦點）
接合形式：搭接方法（圖10.25）
熔接長度：20 mm
拉伸速度：1 mm/min
激光透過材：TORELINA A602LX01 (t: 1 mm)
激光透過率：35% （波長：940 nm）
[ 射出熔接（DSI成型） ]
射出熔接是使用注塑成型機成型出一次成型品，然後將一次成型品移動到二次成型的模具內進行第二次注塑，將一次成型品熔接起來的成型方法。DSI（Die Slide Injection）成型是由日本製鋼所開發的，使用了兩個炮筒的注塑成型機。它通過使用模具的滑塊結構，是可連續進行一次成型和二次成型的雙色成型機的一種，它可以通過注塑成型生產出中空的產品。下圖 SI 成型熔接示例（與振動熔接對比)
DSI成型的熔接中，將二次成型的材料注塑到一次成型品的接合界面上，二次成型材料的熱量使一次成型品的接合界面熔融，並將其接合在一起。如下圖所示，是一個接合類似箱形中空體的例子。與振動熔接的接合表面相比，可以看出，振動熔接需要振幅的間隙和披鋒槽；但DSI成型是一次成型品的整個表面進行熔接，保證了熔接面積很大，因此所獲得的熔接強度非常高。而且，一次成型品一取出便插入到二次成型的模具內進行熔接，這樣就保證了DSI成型的高熔接強度，因為一次成型品的溫度非常高，而且之後沒有發生結晶變化。
下圖2 使用DSI成型機射出熔接的周期進程。使用油壓裝置使移動側的模腔滑塊移動，通過一次材料和二次材料的交替注塑，能夠連續成型出一個中空的部品。一次材料的成型性與正常注塑成型材料的成型性相同。但是二次材料的流動性和固化性很重要，因為二次材料在註塑時要通過一次材料的熔融熱量保持的狀態下，與一次材料的流動末端進行連接。從可熔接性和經濟角度來說，一次材料和二次材料通常是同一類型材料的組合。但是由於DSI成型機有兩個炮筒，材料沒有必要是同一類型的。在某些情況下，如果一次材料的流動性很低，或者固化速度很快，可以通過改變二次材料，從而獲得高的接合強度。
