何为振动熔接?
$ p5 K: l! t( C2 w& D& i, M振动熔接是指在上/下热塑性塑料件之间施
. o: y# p1 M% f8 g% p
加压力的壮态下,通过上治具的左右振动所
0 o9 a4 E8 z7 q6 g. G* ?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
& q# N% [; v! O+ C X3 p7 Q( U* a" J续加压、固化、使上下塑料件分子之间重新
1 U6 e1 H+ _6 J5 J( C7 p' w9 T
结合的熔接方法。
$ @( c' _8 x% v
( R* u9 e; V! X8 b: t7 ?: R. G- n% c
( @6 ? P P, x8 {
8 D$ U, n+ w/ p2 @+ L
; m- n3 A1 o0 h/ S7 f5 X$ r
. J9 F( h9 P' U0 }1 t' |) h
& k: f! L( w, N" V3 N, R+ r! O振动熔接机的主要组成部分
# L; t7 e) P2 C' T
1. 振动头部 : - 振动Spring（弹簧）
1 {$ n$ L" ]$ \& e, j# O' P, T2 e- Magnet（磁铁）
- P- W: s% _: x# M- O# G- g
2. 加压起动部: -油压伺服泵 加压起动部 油压伺服泵
( l7 c1 L6 D; ]* n1 h3 q% }' E+ r- 驱动液压缸
% r+ X4 F# G/ h( h# {3 控制部: Touch panel（人机介面） 3. 控制部:-Touch panel（人机介面）
# c! H/ G4 U$ b5 \ V$ b
- PLC（可变程序控制器）
4 B. u$ |4 w* {* g# ]& a+ B. h9 a2 \# l% D( d* J
电磁Magnet振动部
2 x- M8 H5 @3 l5 P( Q8 R6 Z
1. 由坚固的Spring（弹簧）所支承的振动部通过
9 V4 g! i9 I# U* o2 @. n3 {" {& K
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
( F5 }% l( B. i; s$ f# e右方向的振动.
; {! ^$ H# L' P
2. 机械共振频率 :由弹簧系数K和包含上治具重
, I. R6 t) f/ P- `/ |量的振动部总重量所决定.
3 _% W. X# N, {. i
3. 振动频率 :由流过左右电磁线圈的交流电频率
, r4 J4 b, }% g" \决定.
$ E, R" [. N, |9 v/ M+ J
% }' c4 s% L% k% A$ p9 r振动弹簧Spring
% ? n0 k+ `- p. W3 ^的种功能 Spring的3种功能
' X! C# x* R( |" [$ i1 Q. a
1)决定共振频率的因素之一 )决定共振频率的因素之
6 A6 \& Q% f* U- [2) 对垂直方向压力的支持
8 \6 v' h5 H# u" r! R+ G; \
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
6 ~/ R' ? C, A+ \+ X8 v' |( D*共振频率(Wr):
\4 I- h' [0 b0 YWr = √c/m
0 L- ^0 r9 x, U& W0 O9 t
Ci弹簧系数 C= spring弹簧系数
; P+ G' [8 }8 X% y: A! JM = 重量
3 v. K% O: n; X* u
+ d j" w- p- q: H振动熔接次序
G7 x: ]5 v4 o& k' F/ P1. 把上下产品固定在治具上.
! K6 `$ D8 @, }1 n2. 使用液压系统加压.
( r3 a" U1 L1 x# }3 j* b! I
3. 振动上方产品,使熔接部产生摩擦热.
* |2 I- O5 Y4 s" ]/ a+ m
4. 摩擦引起上下焊接接触面熔化.
s. ^6 Q& g* i% M/ ]$ x' \
5. 熔融状态下停止振动，弹簧复原误差在±0.05mm内.
" ?% M( a0 |; m; O. s, l6. 加压状态下上下分子相互进行分子间的重新结合、同时进
9 O+ V* D6 {: u5 ?+ W* U* c行固化.
$ x5 d, Y& p+ Q B/ S
7. 固化结束后熔接循环完成.
5 K i' Y- A; B9 n3 p2 V' v, X
+ Y' O* f% ^* Z6 Z; f8 G" A: u振动熔接阶段(1)
, h' D0 V; P4 |- I1阶段 – 固体状态下摩擦(开始熔融)
: p4 }3 Y+ ~' e+ [4 k; K: p& w2阶段 – 形成不稳定的熔融层
* [8 n1 k6 a/ y& s( b
(熔融物开始向外益出) (熔融物开始向外益出)
* q7 H [* }- Y3 s7 y1 r: y& W
3阶段 – 熔融稳定阶段,熔融物的溢出量和生成量处
3 O# k6 O6 M- r4 \) U
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)
; [# I% ~$ q! E' f4阶段 – 停止振动固化(硬化焊接部位)
" \& x5 _; |3 Q
$ P$ u/ O8 T U9 H& K$ @6 e
1 {2 g0 O# `7 G1 a6 E' G. d
6 g# |) k( O2 ^. m, y9 Q振动磨擦能量(E)
+ J7 @5 o9 b/ a0 K0 c• E = P(N/㎠)ㆍV(m/min)ㆍT (Sec)ㆍCosθ
/ S5 R2 u2 b7 j3 i1 {
P : 压力
% n& a0 A! _9 ~
V:磨擦速度 V : 磨擦速度
; t2 `* e: y: C5 ]
• V = 4.45ㆍaㆍf
6 C( P0 \8 L6 ]4 b" A! d8 }V : 磨擦速度(mm/Sec)
6 W- W7 o7 u2 j& a4 I' g
a:振幅(mm) a : 振幅(mm)
' M0 B1 c0 N5 ^* C; J/ \
f : 频率(Hz)
+ K, ^, b$ f/ I0 p6 G5 X/ d" G6 w
6 x+ E4 X3 L8 ~/ s6 g
振动熔接Parameters(2)
" `- m7 T- T: ?, q! I- z- U" O
• 时间 – 振动摩擦时间
6 m' P3 L/ H9 {+ @* S$ Q
- 固化时间
* h5 Y6 |1 t7 N•压力 振动磨擦压力 •压力–振动磨擦压力
$ ^$ o: q5 w* t" B9 ]8 p
- 固化压力
& x4 i: w+ |& H. E• 振动振幅
/ }) X0 P/ T0 _. T6 `频率 •频率
+ I' t# k) @5 j+ i
•熔接深度
& r1 V3 o( [! K$ O2 z& Y( v: ?5 J. y
( `5 o- Z) @& ~. X T3 v
) m% c# X& x) d7 P0 ]# u
$ s% K2 z4 o& v3 r
) F/ M9 L+ S! C3 t6 h) y, b
I* B. K: I9 u% D; [各种材质焊接时注意事项
6 ]: x! m7 k. K e• 易吸收水份的材质需充分干燥,用高压或高
: S) x3 p3 R1 ? c1 m4 |
温除掉蒸汽压.
1 T. I7 \9 d" _! o" S; l
• 不同材质间的焊接前提是熔点差在38℃之内,
3 [ Q7 S0 d5 } P+ |4 m8 T3 F6 E而且分子结构要相似.
4 l& L7 S2 ]; ~! |& D
•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
/ s5 M: C& z I9 H
和固化时间也增加.
/ l0 c8 J( w, H Z5 x1 d
5 n& e; k# `, F+ N" M熔接性能影响因素
# F) ]7 y, p5 e+ r+ v$ a- o0 Y" c1) Plastic 结构
8 j6 J3 _$ t8 b- |8 h
2) 材质的熔融温度
+ \& U6 o/ t- X3)硬度弹性 3) 硬度,弹性
& t6 Q% p; N& x* V4) 不同材质的特性
( y8 }7 f) P3 ~: e5) 湿度
4 N# U/ U5 X- J: k/ S6)熔融速度 6) 熔融速度
2 J, F5 W. Y* E* Y( I7) 树脂添加剂
' d1 G) m4 S z: b; g2 a. X4 O3 b4 l# H; |3 j+ g/ v
振动熔接的优点
[: j$ }0 P# x: u' z
• 受材质、大小、外形的限制少.
1 N; M8 B# e5 @7 {' G* w5 J, v
• 可同时熔接多个产品.
1 @- ]% a6 M/ F4 q% n0 e) w( d
•熔接牢度强气密性能好 •熔接牢度强,气密性能好.
; t0 m% a/ {% ^% B, [4 F• 耗电小,作业时无异味.
: m( c( }) q& Y+ V9 \6 u* }• 生产效率高.
& o6 e+ n0 ?2 J9 k4 Q
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
5 ]! K2 l8 u- x3 d! G2 q" a3 R7 Y+ B
- Q. `- p, Q$ T* R9 i3 Y
振动熔接的缺点
e3 `# A) P. D0 z. }& j# [9 y• 熔接面为10度以内的平面.
7 s5 l9 x: Z$ P4 E- i2 z% a
• 产品要坚固,耐得住振动摩擦.
& `2 ^* L# j+ r8 C- Q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
1 [; `+ `4 g: P9 X7 ~6 G. g
料产生
- c. _2 C/ E' c* ^" E
! r5 u# K, l2 j, h5 H# Y# ~熔接设计时参考事项
& Q" D$ ?" U# L; t( a3 |
• 确认产品的大小和外观的形状
# {1 x; B, _5 a" H8 h* N, J5 }# D
• 确认材质的特性
. A- Z* A5 [$ }
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…
3 Q1 d% U4 p' \( w5 a$ x- v
* [0 f( P0 j, i
振动熔接线设计时注意事项
) ?/ D. y( p* Z• 熔接筋的大小，与气密性能及爆破压力有紧密关系
. d7 T8 Q* |0 Z2 ?& {9 [
• 振动方向治具固定槽或设置凸缘(RIB)
9 U2 x0 g" p7 g2 V# [
•焊接筋至少有1/2以上要直接受到压力
, k6 G; Y1 v2 U1 y# B4 K
• 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
l2 U: _5 H+ q9 H: R9 s( f: f% d6 @; M
•焊接RIB 宽度 :
4 Q# ?- q- u+ V/ w6 j: X9 T+ L/ u0 q- 振动垂直方向: (1.5mm * 2) + α(≒2mm 以上)
, H; t" J6 V9 I/ e' Z& W动平行 ( 振动平行方向: 1mm + α (≒2mm 以上）
, {6 L, U6 _8 h- 大型振动焊(120Hz) : 240Hz的约2倍
1 G& d3 j0 @; Y! `, W
• 确保益料填充空间 确保益料填充空间
2 T% h$ d' y# j' h. p: w
• 防止振动方向的晃动，设置直角凸缘RIB
( J7 P: ]: a9 n: v3 e• 要考虑注塑件的变型
2 }- w& z3 X* M" U
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
$ _% r( \6 ~: G3 P+ d4 M$ b1 j•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
4 K4 Q, e# y- Z6 o6 w
1 y: A* ^6 d7 a* y& k" S
, M) C/ { U# {6 H; \
Z1 e# U9 E* o# u1 n6 U; T$ O8 W/ u2 ]6 Z4 {1 n
: I. L+ T3 W6 d
3 I2 J; _+ v/ m5 s" E
+ h8 Z! w/ f( V
5 C5 O, {& o& Y/ G
8 l7 E% c+ p0 M' c5 t
) Y) G7 P. X! Z1 s' E
* K/ C6 M& c. e
, E2 W# E& ~ V' m1 t
9 ]" F9 F! \; I g3 C) G3 G; e1 H4 ]
% }" P' L5 ]- w' T( {% R
* B! T9 y: q0 H7 H, k0 v$ X Z- r+ I( G% H, p5 s3 g3 [; ^
# M8 S( e, _3 P- w) E
" @( |) W; F, Q- D0 y" l; N9 }
) H- [# a( x$ z. \5 r
2 N% C# C' S" a. i ~7 E8 K
0 P$ |5 j+ u9 j7 Y1 ^$ c- v* f
, W) x0 A4 E5 ?7 Z/ y: ~
9 V$ s2 o$ C0 s) r1 [( _0 X8 j
+ k I1 w* n- i4 R6 ]- @4 k
( v8 Q, y* J* e! y* B' H' k" U8 @) d
K, W9 x, h# M8 F# Z# l. z3 q: A5 Y+ O" w
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狗仔卡
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