何为振动熔接?
6 \" N" l, R$ T5 ~. D" W7 W
振动熔接是指在上/下热塑性塑料件之间施
( T9 K8 \7 Z; c5 F% R# ?
加压力的壮态下,通过上治具的左右振动所
3 `$ v7 T9 I# O0 q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
: O! e4 k1 z; @4 ]+ l+ {
续加压、固化、使上下塑料件分子之间重新
& R3 ]+ v) |5 Y0 n) z0 ?$ {# |
结合的熔接方法。
C4 q1 Z( ]5 n3 D$ X6 ?
0 o3 a- {2 h. S) f# a5 A
3 G# e! h- g5 M: ^$ y
7 [, D$ _) l9 v
. p% O; M( p. V. x% w
2 Z0 s3 E/ @6 `- G# h! I/ l: \
3 C) d8 ^0 R) I+ y+ M振动熔接机的主要组成部分
: I/ ?! }% B# M3 L$ y9 _1. 振动头部 : - 振动Spring（弹簧）
+ A2 o3 v. \ f2 T/ N, Z% L4 K
- Magnet（磁铁）
# F! d$ j3 i* S1 G2. 加压起动部: -油压伺服泵 加压起动部 油压伺服泵
5 ~) o, y- m( V9 _; A) X: ]
- 驱动液压缸
8 s& K. y0 |: |3 控制部: Touch panel（人机介面） 3. 控制部:-Touch panel（人机介面）
, r: _1 T7 M; c0 m& ^
- PLC（可变程序控制器）
+ G1 A z: i- F
- A' w- P8 I3 f* o$ ^" `电磁Magnet振动部
* A# N+ u1 w! ^! q2 s
1. 由坚固的Spring（弹簧）所支承的振动部通过
% \* J: o) D1 V( I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
$ Q U1 k9 I- a F( v% v右方向的振动.
: |; j, i/ S4 r9 p6 `5 o2 \3 J2. 机械共振频率 :由弹簧系数K和包含上治具重
^2 b3 D3 e; e. b. |量的振动部总重量所决定.
5 F2 [0 _+ c0 l: L* L0 ^3. 振动频率 :由流过左右电磁线圈的交流电频率
q) X1 D! c3 M( Y/ ]
决定.
5 w* w2 a' y1 I) f# [
1 H! j/ J% U, t# c( U" `% \% k9 u振动弹簧Spring
# S% s! w( k# n; ]; O" n! H! z
的种功能 Spring的3种功能
# N l3 x% I, o6 I$ T9 ?! K |
1)决定共振频率的因素之一 )决定共振频率的因素之
# t3 D. @0 W" |! S
2) 对垂直方向压力的支持
" K/ r; g! J c, `& v- G$ u' ]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
) e x( R+ L* ^$ T+ H*共振频率(Wr):
. C/ ^0 Y* U; y9 f" Q( c, V2 OWr = √c/m
) G6 Q; R# a4 T/ ?
Ci弹簧系数 C= spring弹簧系数
2 X; {$ j4 T, V1 Z1 X hM = 重量
q5 U$ O& R& w) p0 T8 o( s
/ ?. N. V% n; ^/ G1 o( O% F' D振动熔接次序
7 ^9 S2 H" [4 W7 }% g
1. 把上下产品固定在治具上.
* P* F) O; C& G: u5 r) ~
2. 使用液压系统加压.
9 f' k, g- E" c" y9 _: S
3. 振动上方产品,使熔接部产生摩擦热.
' v5 Y: P+ M [" Q4. 摩擦引起上下焊接接触面熔化.
! e, }) u2 q5 f7 h0 X8 S5. 熔融状态下停止振动，弹簧复原误差在±0.05mm内.
+ V5 i* `7 ^: [$ }
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
& `( h# s" M! U T# M行固化.
1 M8 W- a0 v. t1 i* ?. C
7. 固化结束后熔接循环完成.
2 n) S, }; s( p E
; B! G: ]- g0 r+ Q振动熔接阶段(1)
5 t9 W i Y; p Y1阶段 – 固体状态下摩擦(开始熔融)
1 r5 {* X3 Z1 Z) A
2阶段 – 形成不稳定的熔融层
* w$ ]8 q/ B& t! C+ b/ s
(熔融物开始向外益出) (熔融物开始向外益出)
4 {8 u! P1 T1 T* X% w/ X$ M" N
3阶段 – 熔融稳定阶段,熔融物的溢出量和生成量处
: y$ E0 @9 B; Z$ S0 `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)
" N; F- V: d: l: X* |5 A4阶段 – 停止振动固化(硬化焊接部位)
2 F$ Z, n6 M$ C6 }$ S W
1 H& ?" r+ j& p# t* Q
8 y( W. D+ r, t. U
: K2 @) W/ g& p2 u1 h5 W" U振动磨擦能量(E)
' M) _+ a& _5 q, M$ t+ Z
• E = P(N/㎠)ㆍV(m/min)ㆍT (Sec)ㆍCosθ
a) m. e( c! w! T4 {
P : 压力
$ K" _6 Y, S& g+ f+ @, jV:磨擦速度 V : 磨擦速度
; V4 M9 S# L. y: g• V = 4.45ㆍaㆍf
. X1 R# N! I8 `. s0 ?$ MV : 磨擦速度(mm/Sec)
8 W* K7 l: {+ O: Y) e
a:振幅(mm) a : 振幅(mm)
' U# j( ~: }1 A4 c, K4 k
f : 频率(Hz)
5 V& l. |2 m( a8 k7 I- j
0 l0 h% X; a) E0 T振动熔接Parameters(2)
( U Y0 d. r- b' G. y/ ~' u7 u
• 时间 – 振动摩擦时间
3 V3 G* h- E# ?8 d) Q
- 固化时间
4 A# K7 e* Y! n! T•压力 振动磨擦压力 •压力–振动磨擦压力
" c) F1 ~* Q! \. ^9 D; Y0 m' k
- 固化压力
: a& q& x- V! z- w; Q5 a% t• 振动振幅
; o( g7 F: l" e/ d5 j8 X3 d% C% q频率 •频率
/ ], N! C8 k5 E3 D* u: ]% ^* r
•熔接深度
) m# |- S3 H& w+ P% e
/ c, P* S! \, W1 J* Q
( c. h# ~0 C# F1 J8 R+ J# V& y) ?
6 [+ z# v; y* C( S
4 }# p$ K. U7 _, E3 H8 L
$ I; ?5 Y5 C+ x, l1 B( a& }6 W各种材质焊接时注意事项
! a w, d& j& Y$ Y: J' s! F• 易吸收水份的材质需充分干燥,用高压或高
" b2 y" D# G8 ^! _: l
温除掉蒸汽压.
6 g6 u3 T4 u; \; ]6 {7 t• 不同材质间的焊接前提是熔点差在38℃之内,
8 |6 A, z$ }9 g8 f/ a% V* ^而且分子结构要相似.
9 q8 S" j. U* r•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
+ j2 N, D! N. l) B( i6 X& t9 x
和固化时间也增加.
8 y8 }' k1 r: V. T3 H5 F$ u" a! Q* ]- C) _0 _
熔接性能影响因素
7 d9 v0 B: Q0 D+ {6 j7 s1) Plastic 结构
9 `. r8 B! H' a' ]/ o2) 材质的熔融温度
; l0 O& x& i2 J3)硬度弹性 3) 硬度,弹性
# g; `6 R$ a8 B: w1 L" ~
4) 不同材质的特性
( v$ ?( M9 s: W/ I1 i/ E
5) 湿度
: u& b" N. Z4 N8 v2 |0 s' W( @
6)熔融速度 6) 熔融速度
! M+ A; l5 y3 x; [8 t0 Z- w7) 树脂添加剂
( y3 S- ]! W2 P7 ~- |$ }- q
0 w6 V6 f0 A! Q3 R# w; U( \- _/ L! O- H振动熔接的优点
' i/ ]" [4 t6 \# }# d• 受材质、大小、外形的限制少.
4 T# q# A$ q$ {3 E' Z8 r* S
• 可同时熔接多个产品.
* g( B b/ R# n•熔接牢度强气密性能好 •熔接牢度强,气密性能好.
6 [9 y# X+ @# o" S" y. w7 w
• 耗电小,作业时无异味.
+ C9 z/ Q! Q" f0 y& R, r) k5 t* T
• 生产效率高.
" H7 M0 X) W1 j$ i3 t/ b; \+ g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
$ T- l: u: q1 v
, t2 |% l% g' l
振动熔接的缺点
6 [. W8 @. |5 `
• 熔接面为10度以内的平面.
* {" n0 m' H0 N: F
• 产品要坚固,耐得住振动摩擦.
6 j, Y* D7 q4 d8 R$ R0 N0 C! @
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
+ \* [" a0 ?+ x; |料产生
! L; _* f; Y& r W6 O4 c( j& {7 ]" s8 g7 A# R! x) _& \5 P8 p u" x
熔接设计时参考事项
( @9 m6 H& F% I( n: ?. v' F; |9 t; u
• 确认产品的大小和外观的形状
/ @6 i# m- h" H0 l9 w• 确认材质的特性
! d6 E2 f6 Q b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…
9 I) b/ U. S x {
* R5 w, ~( b/ j- J. l1 g
振动熔接线设计时注意事项
/ {3 @8 o) Y' V/ k) F9 E' ?3 {
• 熔接筋的大小，与气密性能及爆破压力有紧密关系
$ u9 @2 ?2 j I' y
• 振动方向治具固定槽或设置凸缘(RIB)
4 _+ X4 w. [6 ^0 l
•焊接筋至少有1/2以上要直接受到压力
: v9 \4 Y1 X: q/ ?3 N• 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
; z% O% N7 u) s: |) W; m+ C0 }
•焊接RIB 宽度 :
+ b9 E$ k( t8 l5 s0 K' W$ r! g
- 振动垂直方向: (1.5mm * 2) + α(≒2mm 以上)
/ m K- n6 e. d8 j: f: r动平行 ( 振动平行方向: 1mm + α (≒2mm 以上）
2 a4 t8 F) u5 ], {- 大型振动焊(120Hz) : 240Hz的约2倍
4 U: Q7 Q7 }% d: q" d) U
• 确保益料填充空间 确保益料填充空间
8 l# a: w' B, {, |2 `5 F/ l• 防止振动方向的晃动，设置直角凸缘RIB
9 K* _4 L% J8 ~& C% r+ f# n( R; [5 A( g• 要考虑注塑件的变型
& h; Y' L4 W, Y8 J) a/ U9 P/ l
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
& z8 H U8 ~) A0 J$ a% L8 Y•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
8 _! g3 Q& w Q
Z z* |1 G! @% l+ b
' H3 N- y# p) @2 Q2 u: D( _% l
0 g: w5 `. h6 G! v
, j' d0 J. m* j2 a
/ M- D- V6 y7 X0 @; \
, ]$ z" l! r0 D7 R, D) v) _
" \( n8 M* |* E. C' H5 b# \! T" w7 x; k% R! }9 b! B4 V; l
y# p7 u, f6 l
5 E. Q3 r# u9 A8 |0 i: {3 W5 U
* P) _- d4 H; H% W, i
6 p9 B0 ]* ]4 T
' n" ~% T/ y# Z% E/ w' B, C/ }5 B. q. T; M0 _- t% Z7 u. F
) ]2 @' i* q+ t/ @# E' R( M
5 |6 [% V) Z" B% m& u
3 D8 F6 O+ g$ C8 F! N; A
* r: _6 F3 P, u- \6 s8 S9 m
/ |4 n- U/ J7 a
+ ^5 a5 e- C( t- t9 o8 n+ A
+ U$ C: N6 `) u$ D, d3 I4 ]) k, R2 u) m9 a
$ j$ z# k4 p" ]
. ^& e" O0 A' b' P q0 H
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狗仔卡
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