熱熔焊接模具的加熱元件需根據材料特性、溫度需求及模具結構選擇，常見類型包括以下幾種，其工作原理、特點及應用場景如下：

一、電熱管式加熱元件

結構與原理

· 由金屬管（不銹鋼、銅或碳鋼）、電阻絲和氧化鎂絕緣層組成，通電后電阻絲發熱，通過金屬管壁傳導熱量至模具表面。

· 功率密度：2~5 W/cm2（常規型），高溫型可達 8 W/cm2 以上。

特點

· 優點：

· 成本低、結構簡單，易于定制彎曲形狀（如 U 型、螺旋型），適配復雜模具結構。

· 溫度控制穩定，適用于塑料和金屬中低溫焊接（≤600℃）。

· 缺點：

· 加熱速度較慢（升溫時間 5~15 分鐘），熱效率約 60%~70%。

· 長期高溫使用易因氧化導致電阻絲斷裂，壽命約 5000~10000 小時。

應用場景

· 塑料管道熱熔模具（如 DN110~DN630 管道焊接）。

· 中小型金屬模具（如衛浴配件銅件焊接，溫度≤400℃）。

二、加熱板（片）式加熱元件

結構與原理

· 金屬加熱板：由鋁合金或不銹鋼板內嵌電阻絲制成，表面平整，通過接觸傳導加熱模具。

· 陶瓷加熱片：以陶瓷為基體，印刷電阻漿料后高溫燒結，超薄設計（厚度 0.5~3mm）。

· 功率密度：金屬加熱板 3~6 W/cm2；陶瓷加熱片可達 10 W/cm2。

特點

· 優點：

· 加熱面積大且均勻，溫差≤±5℃，適合大面積焊接（如汽車保險杠塑料模具）。

· 陶瓷加熱片耐高溫（可達 800℃）、絕緣性好，適合精密元件焊接。

· 缺點：

· 金屬加熱板重量較大，不適合小型模具；陶瓷片抗沖擊性差，易開裂。

應用場景

· 塑料板材熱熔模具（如中空板箱焊接）。

· 電子元件熱板焊接（如手機外殼屏蔽罩焊接，使用陶瓷加熱片）。

三、感應加熱元件

結構與原理

· 由電磁線圈和控制器組成，通電后線圈產生交變磁場，使模具（需為導電材料）內部產生渦流發熱。

· 頻率范圍：

· 高頻（10~100kHz）：用于薄件或局部加熱（如金屬端子焊接）。

· 中頻（1~10kHz）：用于厚件快速加熱（如銅排焊接）。

特點

· 優點：

· 加熱速度極快（秒級升溫），熱效率高達 90% 以上，節能效果顯著。

· 非接觸式加熱，避免污染模具表面，適合高潔凈場景（如醫療級塑料焊接）。

· 缺點：

· 僅適用于金屬模具，且需匹配線圈形狀，靈活性較低。

· 設備成本高（控制器 線圈系統成本是電熱管的 3~5 倍）。

應用場景

· 金屬儲能焊模具（如汽車線束銅端子焊接，加熱時間 < 1 秒）。

· 航空航天鋁合金部件焊接（真空環境下感應加熱，防止氧化）。

四、紅外加熱元件

結構與原理

· 利用紅外輻射原理，通過石英玻璃管或陶瓷板發射紅外線，被模具表面吸收轉化為熱能。

· 波長范圍：近紅外（0.75~3μm，高溫型）、中紅外（3~6μm，中溫型）。

特點

· 優點：

· 非接觸加熱，可精準控制局部溫度（如模具邊緣或復雜曲面）。

· 升溫速度快（1~3 分鐘可達設定溫度），適合快速焊接工藝。

· 缺點：

· 熱量易受距離和角度影響，需精確調整發射方向。

· 對模具表面材質敏感（黑色金屬吸收效率高，有色金屬需預處理）。

應用場景

· 塑料薄膜焊接（如包裝袋封口，使用中紅外陶瓷加熱板）。

· 電子元件返修焊接（如 BGA 芯片拆焊，用近紅外石英管局部加熱）。

五、半導體加熱元件（PTC 加熱片）

結構與原理

· 由鈦酸鋇基陶瓷半導體材料制成，通電后自身發熱，溫度達到居里點時電阻急劇增大，實現恒溫控制。

· 溫度范圍：50℃~250℃（通過配方調整居里點）。

特點

· 優點：

· 自動控溫，無需額外溫控器，避免過熱風險，安全性高。

· 超薄柔性設計（厚度 0.2~1mm），可貼合復雜曲面模具。

· 缺點：

· 最高溫度受限，僅適用于低溫塑料焊接（如 PE、PP 管道，溫度≤230℃）。

· 功率密度低（1~2 W/cm2），大尺寸模具需多片拼接。

應用場景

· 小型便攜式熱熔工具（如手工焊接 PE 管材的 handheld 模具）。

· 醫療級塑料焊接（如輸液袋接口，需避免材料過熱產生毒素）。

六、激光加熱元件

結構與原理

· 通過光纖傳輸激光（如 CO?激光、光纖激光），聚焦照射模具局部區域，光能轉化為熱能。

· 功率范圍：100W~10kW，光斑直徑 0.1~10mm 可調。

特點

· 優點：

· 加熱區域精度極高（微米級），適合精密焊接（如微電子元件、鋰電池極耳）。

· 非接觸、無耗材，可在真空或惰性氣體環境下工作，防止氧化。

· 缺點：

· 設備成本極高（單套系統≥50 萬元），需專業操作維護。

· 僅適用于高附加值場景，規模化應用受限。

應用場景

· 航空航天復合材料焊接（如碳纖維部件局部熔接）。

· 新能源領域鋰電池極耳焊接（要求無飛濺、低污染）。

加熱元件選擇指南

選擇加熱元件時，需綜合考慮材料熔點（如 PE 熔點 120℃ vs 銅熔點 1083℃）、焊接效率（批量生產需快速加熱）、模具結構（平面 / 曲面）及環保要求（如是否允許電磁輻射或高溫能耗），以實現最佳焊接效果。