何为振动熔接?
" J& w- c3 R/ v. T2 U振动熔接是指在上/下热塑性塑料件之间施
3 f; [, w! S. ^9 V5 a加压力的壮态下,通过上治具的左右振动所
' m1 d% B4 s" X% p产生的摩擦热充分溶化树脂后,停止振动继 产生的摩擦热充分溶化树脂后,停止振动继
4 ~8 `- I. A6 J, o续加压、固化、使上下塑料件分子之间重新
5 c: q/ U# v, a8 i结合的熔接方法。
& {+ l2 v% D( j+ r5 s( `
2 p) M* l0 u4 O+ @: Q
( ^- P" q6 e4 d% z4 a+ [
a: ?0 ^) I, i( k! \
' R9 @; T6 h+ f
: w8 c6 r+ j; A6 N
, x$ w$ O# l2 _6 O* @; T0 ^: Q振动熔接机的主要组成部分
- }/ |) ?$ K+ M6 M4 w) q% E& i+ r
1. 振动头部 : - 振动Spring（弹簧）
2 L9 Y. s$ `+ O2 K- Magnet（磁铁）
5 B! o. ?2 {2 i, U2. 加压起动部: -油压伺服泵 加压起动部 油压伺服泵
, z: o3 n8 {3 M: \/ a
- 驱动液压缸
' H' G! Q f6 e4 a( t
3 控制部: Touch panel（人机介面） 3. 控制部:-Touch panel（人机介面）
- `. W- K d2 g, E; u* y; u+ q- PLC（可变程序控制器）
3 M$ Q2 ]- p% v3 W9 h7 h+ Z/ `8 b/ |) V' F; [
电磁Magnet振动部
( |1 b6 z2 V# y" Y/ t( x( X9 |
1. 由坚固的Spring（弹簧）所支承的振动部通过
" G M* X) u( r1 G; `安装在其左 的电磁线 产生的电磁力 行左 安装在其左右的电磁线圈产生的电磁力进行左
' A) V/ a2 r" l) H" s/ R) W& e
右方向的振动.
- s: j9 z! G2 `- L- E
2. 机械共振频率 :由弹簧系数K和包含上治具重
$ Q# Q; K+ _( m* \- ~# j2 d/ {3 D
量的振动部总重量所决定.
; m5 l! T8 Q% Q; `0 b! k7 B
3. 振动频率 :由流过左右电磁线圈的交流电频率
; F+ w4 k0 ~2 P2 ~$ k/ c决定.
. z7 e, P% R5 Y% h1 v6 \; Y% o+ o
. a; N0 U1 U( y7 q+ x8 u
振动弹簧Spring
, A9 M) t1 l$ @$ h的种功能 Spring的3种功能
' [' i! \" [" I8 A" `# c
1)决定共振频率的因素之一 )决定共振频率的因素之
3 p2 M- w" j/ N, T% M% h& e
2) 对垂直方向压力的支持
3 z! ^1 X* _" F
3)熔接后上产品位置的复原精度 3) 熔接后上产品位置的复原精度
8 E5 Y# y. ~9 B, v( u
*共振频率(Wr):
5 C0 O% q0 [3 B* N
Wr = √c/m
& W4 F0 n I/ M sCi弹簧系数 C= spring弹簧系数
2 |2 _ T0 W8 }# u6 h" K7 ^& _
M = 重量
7 H6 d6 Q" O( e ]$ x( y* I; K2 \! t
* J1 e1 t; m* y0 l0 {振动熔接次序
* e% P4 I) e7 {0 V# p1. 把上下产品固定在治具上.
" K1 c! K0 y) E5 C) {2. 使用液压系统加压.
- e6 e* k3 J( l( l0 u0 T- X6 O
3. 振动上方产品,使熔接部产生摩擦热.
) c# q# C" o4 ^* h* f4 b% x/ x. e
4. 摩擦引起上下焊接接触面熔化.
; E$ Q, p# |; j' ]0 L/ I' c$ M, `8 W
5. 熔融状态下停止振动，弹簧复原误差在±0.05mm内.
) Z7 v+ g/ L" q# C7 x
6. 加压状态下上下分子相互进行分子间的重新结合、同时进
: }5 q4 g/ x! T1 a! I% }/ K) z行固化.
5 v9 U$ R3 A1 N, g& J7. 固化结束后熔接循环完成.
+ T# q, Q4 E# W$ c
. k* M( D( [/ @; I0 U. P% b+ d, X( [振动熔接阶段(1)
" }% z* C- _! t* \, @0 ^' v1阶段 – 固体状态下摩擦(开始熔融)
" f" H/ k; U3 G+ ?2 T% N4 W4 k6 b2阶段 – 形成不稳定的熔融层
2 H% x8 U/ D' T3 ^) z' O( z
(熔融物开始向外益出) (熔融物开始向外益出)
, i% K8 a/ [# n) w3阶段 – 熔融稳定阶段,熔融物的溢出量和生成量处
) _) u% I$ Q# Q9 [9 Q
于平衡状态(熔融量和溢出量相等) 于平衡状态(熔融量和溢出量相等)
9 Y. A3 M/ f; P: @1 J4阶段 – 停止振动固化(硬化焊接部位)
p. v9 @) Y; S8 x. F! [
0 S, j0 q/ }/ Z0 S* T/ G$ K- O
; N& |1 ~' p5 R5 w9 q {! D; A" B0 c
振动磨擦能量(E)
( V' Y0 D3 }+ K! y% q- ^. _ A
• E = P(N/㎠)ㆍV(m/min)ㆍT (Sec)ㆍCosθ
& e l' z; u! d
P : 压力
* z1 F/ h' r3 v" fV:磨擦速度 V : 磨擦速度
# G+ B* R! F! c# v0 Z/ w
• V = 4.45ㆍaㆍf
8 J- M/ i9 _$ C3 b/ o/ k
V : 磨擦速度(mm/Sec)
! ? Z* j, D# E' Y) i" D4 g4 d
a:振幅(mm) a : 振幅(mm)
( g |. v. }+ jf : 频率(Hz)
; P- g! a9 z; [, U4 ^* L' B
) j# Y2 d" ?9 u2 L+ N- i振动熔接Parameters(2)
. `0 S' l* c: _; _. s+ K* K• 时间 – 振动摩擦时间
4 Y" ~( p1 J* R
- 固化时间
8 l+ s* `! h! B" S
•压力 振动磨擦压力 •压力–振动磨擦压力
& O+ W# n+ X$ Q: k
- 固化压力
- b: q8 g. w: z
• 振动振幅
& [$ b D9 E0 n; l# L2 U5 L( i T
频率 •频率
6 R2 |1 E! u4 }8 B8 e
•熔接深度
9 @1 q( _4 P+ M% f! e: `
9 `4 U/ ~0 o* [3 L3 v7 |9 v
, A1 W$ L$ x, k- z- v% z7 x, W# c% g* t& @) c1 }9 ^
0 E5 _/ j8 g, ?( b
, g: r v$ s, i7 d4 y
各种材质焊接时注意事项
- P5 f0 j7 _9 S3 L& |8 ?
• 易吸收水份的材质需充分干燥,用高压或高
0 K. y* j3 X; E温除掉蒸汽压.
$ n; R8 M9 V1 O7 y# T. w
• 不同材质间的焊接前提是熔点差在38℃之内,
( Y. h1 U; `1 B- v) o而且分子结构要相似.
5 g" h; t/ K9 s; a5 h0 b3 q- K•厚度越厚对熔融层的影响也越大熔融时间 •厚度越厚对熔融层的影响也越大,熔融时间
% G- g) @+ D- n6 C7 n" o( i5 ~和固化时间也增加.
9 Z8 j/ H4 {4 b9 f
1 W1 c/ q2 v; z# @3 d3 N" |熔接性能影响因素
- H4 P) m/ r" b5 ]8 k1) Plastic 结构
3 x5 d; }4 O6 V4 |: B2 U, t2) 材质的熔融温度
" U# |; p7 d2 O$ f$ i3)硬度弹性 3) 硬度,弹性
1 J2 z3 B/ T% X5 ]
4) 不同材质的特性
4 r4 H$ d9 i, t5) 湿度
( p5 Z* [ G0 V4 ] P9 f* Y6)熔融速度 6) 熔融速度
$ y6 ]) f3 T+ C1 h
7) 树脂添加剂
' f s& u8 ~& R7 [# z' w8 _" |
Y4 S( y( n4 n
振动熔接的优点
* z5 |$ x( I, z3 D- O2 `5 q0 G• 受材质、大小、外形的限制少.
+ k, B( t+ H. G( }• 可同时熔接多个产品.
/ T( B' W* V" F4 S4 l$ ]•熔接牢度强气密性能好 •熔接牢度强,气密性能好.
0 v0 Q4 q$ h: `! U• 耗电小,作业时无异味.
) m$ u) Q# n- d$ C• 生产效率高.
3 [: N) y, X* Y4 ?2 l' l治具安装方便适合小量多品种生产 •治具安装方便,适合小量多品种生产
# X) o4 [: K0 X b4 W$ C u3 V. B3 a& {6 ~
振动熔接的缺点
+ ?% f' F# Q3 |& d9 j
• 熔接面为10度以内的平面.
, }) |6 }3 l$ G0 e- n5 s0 k2 B• 产品要坚固,耐得住振动摩擦.
% z# |! _( R, Y) z3 \
若焊接结构的设计不合理有时外观会有溢 •若焊接结构的设计不合理,有时外观会有溢
" X+ p; R z. Y1 X. z
料产生
! j& N: |, Y, M* R, h' l5 u$ F
5 W S- ~) D: k, m+ E# U# r熔接设计时参考事项
: G" v I% D% }9 |+ x• 确认产品的大小和外观的形状
1 S. X! Q- F$ c Z( o
• 确认材质的特性
! ?1 B. {8 j0 w0 \" K2 n确定产品的熔接要求SPEC(强度外观等) •确定产品的熔接要求SPEC(强度、外观等…
2 h8 a) g0 E* Y% }8 t# w+ X6 U. G9 m
0 @1 v( I# e& t5 ?7 x4 _ M振动熔接线设计时注意事项
s) O7 w5 L. c1 r. i d2 K
• 熔接筋的大小，与气密性能及爆破压力有紧密关系
2 \% t5 [! J0 N8 d5 J7 z. f• 振动方向治具固定槽或设置凸缘(RIB)
( ^; i& F/ \5 o" m1 T
•焊接筋至少有1/2以上要直接受到压力
; y& z1 A6 s, L: p; k: j. J6 g• 振动垂直确保1 5mm以上的左右移动空间 振动垂直确保1.5mm以上的左右移动空间
1 I& Q! v( ^5 w4 b& w: _$ t$ A( p% x
•焊接RIB 宽度 :
+ [/ X2 X! p6 x p- 振动垂直方向: (1.5mm * 2) + α(≒2mm 以上)
3 v0 W* O" C& c- Q" n/ H动平行 ( 振动平行方向: 1mm + α (≒2mm 以上）
! \5 }& } P; B0 I. i0 J- 大型振动焊(120Hz) : 240Hz的约2倍
' W, X1 J; _$ ~4 R• 确保益料填充空间 确保益料填充空间
4 I' W7 e/ z: v$ L$ Q
• 防止振动方向的晃动，设置直角凸缘RIB
6 b; s0 r$ ~0 P* [: [
• 要考虑注塑件的变型
, B$ C5 x( m" @: [! x% Y振动方向保持10˚以内的平坦度 • 振动方向保持10˚以内的平坦度
* Q% g" X J( F7 k% ^, m
•为达到最好的焊接牢度,焊接筋的宽度要求是产品壁厚的1~2倍
+ G4 O; n0 P% q% z2 L
0 O9 [1 R+ g3 J
+ d0 Z# U' a8 x$ ^3 e, u( b* W4 h
, ]2 Q/ X' C$ c* Y% `! \6 @/ Z y* B" s( U
7 y: x% c5 a8 f$ u
4 L& _# I/ ^( c. @# h/ W9 u
$ N+ m% I r A
+ Q9 E% J" r! B7 N
S; _5 z8 A( ]4 Q, l; ?; I
$ M5 K# e' K* `2 y4 t# x5 L
) b1 _( w1 N1 i: @9 }
; z% Y% X: K5 A) P8 p& j
& Y2 S: S7 U7 p2 C
Q* f# _4 _) [7 }, M- l+ }
( Z3 z, [( I9 I5 ]
, ?) d6 N+ }( }9 U
1 |# I4 S2 J+ o) x' d
# w/ v/ V7 h* U/ k* D. i6 _/ h: a
, o+ }3 I* V, l! |' `; [2 g* T* W% n/ _- Q8 x( @' ]" }5 m
- i4 |/ Q7 Y E* D
5 E4 S/ U0 v% W+ h! R0 |/ i
9 a% D0 o& ^9 a& V+ b3 v
l3 j4 W1 ^- b' e, l; v/ u* J7 U
) J6 q3 H! J2 T Y" H% f2 l( X2 b) ]7 b7 V) X% A, U
. @, S" V. \" [1 E) T( O# w6 ]
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狗仔卡
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