何为振动熔接?
& i& O5 Q/ Z4 u; |
振动熔接是指在上/下热塑性塑料件之间施
6 q7 r0 l. s- {/ }: t! Z- T
加压力的壮态下,通过上治具的左右振动所
! a9 \7 b, q4 w+ }; @ b& C
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
% C3 ?: M4 b% C/ i: \4 i) D: U
续加压、固化、使上下塑料件分子之间重新
3 p1 t4 ~& H4 ~1 i+ ]结合的熔接方法。
0 o8 ^: P0 ]: j& e) L6 z
' |; T$ d& w; E4 J
# a7 }5 t/ V6 ^% [, x' d
5 L# c: ^$ x+ |$ M
h" N1 X4 V# w7 _
~6 q, Q. E; d% e% q( o1 H2 D; \9 ~
/ j, w4 d! s" P振动熔接机的主要组成部分
% I; \: E2 b- g
1. 振动头部 : - 振动Spring（弹簧）
) K6 _ j4 F* y
- Magnet（磁铁）
& w7 F% X" `+ F; I6 m% v- j' V
2. 加压起动部: -油压伺服泵 加压起动部 油压伺服泵
9 |5 u, U7 Q2 w' o' x
- 驱动液压缸
|9 y3 P& f6 S( o* V3 控制部: Touch panel（人机介面） 3. 控制部:-Touch panel（人机介面）
5 I3 o' s0 @( I$ ~7 H
- PLC（可变程序控制器）
- V0 S0 J. n. C( l& P9 J5 C: C& s4 N: a
电磁Magnet振动部
/ x/ L9 G! p8 x$ ^. ?8 v1. 由坚固的Spring（弹簧）所支承的振动部通过
( n3 g; R: {6 |% 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
) w+ W9 i8 R, |0 o$ o% T; M
右方向的振动.
, [: k: a3 J: u+ O2. 机械共振频率 :由弹簧系数K和包含上治具重
) q; |9 Y; q8 ^7 f& v- d* H
量的振动部总重量所决定.
# ^9 B5 J% _9 d- \
3. 振动频率 :由流过左右电磁线圈的交流电频率
$ C6 D6 h4 N/ Q/ }& B: w' t, t5 t
决定.
; Y% E; H5 T2 c/ v/ N9 S
% t3 P% }; C' Q6 b
振动弹簧Spring
) b% Z. I+ I1 l7 }: A" _9 V: v8 t
的种功能 Spring的3种功能
7 ]" j1 Y8 ~% ~: j
1)决定共振频率的因素之一 )决定共振频率的因素之
/ M H, ]' l5 M+ m3 |9 e
2) 对垂直方向压力的支持
4 g6 Q* B2 e& y+ k3)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
F0 L3 F! d$ k- A' l6 b
*共振频率(Wr):
5 a+ }- H& F) d d! XWr = √c/m
* c* c. O& a, k5 l0 b& @Ci弹簧系数 C= spring弹簧系数
8 b, W! m& \" M, J8 m% i' y2 k3 LM = 重量
& D7 g w* V0 v c
8 }1 C" u6 E( P6 o: G! M7 A) {7 p振动熔接次序
/ {, n7 G) N8 S: o) O3 `
1. 把上下产品固定在治具上.
$ r5 {2 Y& g' N( @
2. 使用液压系统加压.
9 P7 w8 g3 _* J* |3. 振动上方产品,使熔接部产生摩擦热.
! p) m" K. j( r/ c7 F
4. 摩擦引起上下焊接接触面熔化.
/ _6 e0 j1 I& N) _
5. 熔融状态下停止振动，弹簧复原误差在±0.05mm内.
- o7 J1 a: c1 Y
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
; i% V! G) k1 y, b
行固化.
( a# v( R* w# u! u0 l& I% D
7. 固化结束后熔接循环完成.
. o0 \3 T: X. @# l9 c4 w
) S5 U8 k6 o! h+ x; Y
振动熔接阶段(1)
! n) A. k. L; {' r2 t: K8 B1阶段 – 固体状态下摩擦(开始熔融)
9 T2 I, Z: j2 h) X
2阶段 – 形成不稳定的熔融层
. Q0 L5 Y& l4 w! c' ?& I3 M4 |(熔融物开始向外益出) (熔融物开始向外益出)
% q w% d9 X/ q5 L7 B: z3 K6 t3阶段 – 熔融稳定阶段,熔融物的溢出量和生成量处
: q( \( k U4 {7 X& Q/ `+ u6 h* E7 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)
: M2 t- A6 R0 S$ g3 H; x
4阶段 – 停止振动固化(硬化焊接部位)
: q* C) s$ J+ a. X$ ~
: j; [7 \& N( Y2 y" b
" N% |9 Z6 g1 U) e- [
( L% ]3 }* y5 ]2 _, s振动磨擦能量(E)
0 x! r) x4 y8 z1 Q; Z" Z
• E = P(N/㎠)ㆍV(m/min)ㆍT (Sec)ㆍCosθ
E! A$ Z, y v# V# d, Q' hP : 压力
0 k# A" O# \. {, i1 \: PV:磨擦速度 V : 磨擦速度
( p( R0 g; h* [/ u B5 e• V = 4.45ㆍaㆍf
9 q' g- n/ m0 v2 s. r) N. o& UV : 磨擦速度(mm/Sec)
, b4 G- |8 ^% R8 W. i
a:振幅(mm) a : 振幅(mm)
; _/ l8 r( _# G% ?5 ?; F Rf : 频率(Hz)
8 ]4 T. T: T1 }8 Q( I: C8 f/ c' z; t' p1 R
振动熔接Parameters(2)
& r7 L8 E& p4 u( @0 E1 a" \
• 时间 – 振动摩擦时间
2 `, H9 c; ~; F7 Q- 固化时间
7 v G& \( ~4 ]1 S9 w4 z1 K•压力 振动磨擦压力 •压力–振动磨擦压力
) e; p1 s. i3 k
- 固化压力
4 z Y. ^! G1 E2 }. M4 M• 振动振幅
' i( w& S" ~8 o4 `; W% Z7 U* H
频率 •频率
' B6 ~# Q1 u, w' _- }& d( [0 t•熔接深度
9 K* Q- K, q1 m8 l# i) d' o1 k% ~
( g; J8 Y: x. ]; M$ O% q% K: L
, }/ ~$ E: b* g3 q
0 V" ~8 V+ W: |
2 _! G i; t8 E& q' K* q; I* K: e0 l `
各种材质焊接时注意事项
. s3 }* T! Y- n! g3 r' F
• 易吸收水份的材质需充分干燥,用高压或高
# U7 y5 ~- z4 g2 [* Y温除掉蒸汽压.
F' o, u/ B6 C& j• 不同材质间的焊接前提是熔点差在38℃之内,
q3 Z& _) V# v e" _
而且分子结构要相似.
# A8 O& D' h2 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
$ o0 x& o0 U- @; W0 [1 ]和固化时间也增加.
9 G4 y$ K5 y6 ^1 b; \
; }$ \, c# f: u* [& Z+ K. m& s熔接性能影响因素
" b' Z/ Y- t- H: W/ M# n6 Q2 [
1) Plastic 结构
4 F, L% y) S6 R; z$ C3 q) D2) 材质的熔融温度
" A: x% H, m( y8 |! {
3)硬度弹性 3) 硬度,弹性
/ m' d8 [% b$ r6 i% L; U1 D) _" C
4) 不同材质的特性
, P3 e9 k: j$ }# b! U
5) 湿度
T8 @- A: g+ e3 X N! T6)熔融速度 6) 熔融速度
8 O+ I: [# c# u7 q: D! ~: {7 a7) 树脂添加剂
. t5 _( D, r1 M$ G
* V- J- b7 l5 @1 h: x E
振动熔接的优点
, T0 m' {, s* ~2 ?8 {. l" `
• 受材质、大小、外形的限制少.
' i# T3 Z$ y+ ^2 t7 ~! j0 `• 可同时熔接多个产品.
- P, \+ J; z+ L+ c- K•熔接牢度强气密性能好 •熔接牢度强,气密性能好.
" |% r4 O. h8 Q. F6 q* `4 E
• 耗电小,作业时无异味.
6 x8 i" a% [$ k) E# O2 C7 |. z' D1 T
• 生产效率高.
, }2 S: G6 R+ E: f8 O2 ^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
* r H5 Y P. t3 I$ [
7 i( ~# f1 g4 V8 i' p& n2 L振动熔接的缺点
1 U6 w4 f- t/ c, B( R- I$ F1 W
• 熔接面为10度以内的平面.
4 p) Q: k" w1 t9 g$ b. H" G• 产品要坚固,耐得住振动摩擦.
3 E) p* n" M( s$ f: B0 ]+ W% V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
" z# P0 e w# V' T, j5 M Y
料产生
- v2 |2 v9 D+ L. M2 k
/ I8 E2 w7 s8 X9 R! I熔接设计时参考事项
3 H1 ]- M* }: e% u5 L
• 确认产品的大小和外观的形状
/ w3 n8 X1 E7 E. \ }( ~: w! Y• 确认材质的特性
: e U: j' d! o4 d
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 b3 ~8 P. e- Z: g, }- N, H$ {" f- z2 ?+ g
振动熔接线设计时注意事项
+ q4 i6 O0 F$ K, H( u- P& W o
• 熔接筋的大小，与气密性能及爆破压力有紧密关系
' |1 |; D9 m$ U/ E3 `% p4 v
• 振动方向治具固定槽或设置凸缘(RIB)
) S& A2 X* g8 a! g8 O% |! r' ~
•焊接筋至少有1/2以上要直接受到压力
& f9 _0 p8 H1 [4 e
• 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
( @# R9 u: \+ m( @* ]•焊接RIB 宽度 :
) y+ L; q3 Q% R6 L" M$ {
- 振动垂直方向: (1.5mm * 2) + α(≒2mm 以上)
8 n0 v. @ @8 r) ?8 x
动平行 ( 振动平行方向: 1mm + α (≒2mm 以上）
" J6 `) N* y; P+ b
- 大型振动焊(120Hz) : 240Hz的约2倍
$ Q( H0 O0 V; o' _" x( h
• 确保益料填充空间 确保益料填充空间
) `9 Z5 K7 S3 G• 防止振动方向的晃动，设置直角凸缘RIB
8 D9 P) J9 t8 H2 N8 Z& H
• 要考虑注塑件的变型
+ T5 l' F# p6 d6 B8 u) m" A
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
& \. d$ P1 z V% n% H
•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
3 ^+ c1 [1 G* s& Y
1 @' d9 J/ ?/ f k. N9 K
$ k6 N2 [# a& f/ l( @ v
& k* y+ P1 {6 k H& {7 f4 |
- d+ b4 t" [* z6 H A2 ^2 ^# w
9 P) L g. D, n: ]6 a+ j: U8 v
4 u8 z' {% l5 Q# K) a7 ?
7 `; `4 C- ]/ [8 q. S; o! j
# {# b. j/ R. g& L
+ o; z% ?' C4 u( T0 C
% }+ ]. v' i# B! g6 |" ^
( @5 G. o/ x+ g2 i" l* @; F) o! t( n5 F: [! y
9 q1 V1 `" k/ B V
/ a, j( t; [$ k& J
% h; x! U: h. y8 B" W4 e3 Y" q! O9 N' r1 V
4 d7 v' c* L ~" i: K+ Y( O4 u! h/ H% K, Y) o+ [
+ c! P6 |& ?& e) S- q- k9 a& l- H6 j3 ^
$ X% U6 q: j$ v% Y# e: @& }
5 _5 a. Y) G j- B/ y8 }& x: h2 o
+ r: z# f; B# b6 j' G2 D% F( n
$ k) B. R1 `" \, b2 ?$ x/ H' c! Z
/ ^0 M q, O9 U! t! c5 L8 z }8 u4 L7 J+ Z' @
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狗仔卡
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