何为振动熔接?
( O |2 Z4 s! B振动熔接是指在上/下热塑性塑料件之间施
' ]7 I! \" |$ w- x7 ?7 Z3 g加压力的壮态下,通过上治具的左右振动所
6 M2 w4 l. R7 E1 ~; P1 D; B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
6 m4 |9 G; `6 ]" z) ]+ w+ U" P+ W
续加压、固化、使上下塑料件分子之间重新
# [' w* i7 l- q& {/ ]; i/ ]6 P
结合的熔接方法。
7 t3 w% h. S% u v6 ~+ I Q
8 `4 b9 z5 j" }+ v! S
/ E, z9 Z) O1 q0 S4 q# O( \' a$ x
# L+ F* I4 p7 B. ?
- i7 l s6 V) B& m/ k6 C5 d
/ u* w) {: ~0 v
+ d7 w3 L' n* `3 Z5 _振动熔接机的主要组成部分
: y3 [4 {: T9 j; d1 t0 T# ?4 q1. 振动头部 : - 振动Spring（弹簧）
; q, q/ u' d+ q& L( O l$ Q- Magnet（磁铁）
3 Y/ ]; b a8 k$ x2 R
2. 加压起动部: -油压伺服泵 加压起动部 油压伺服泵
/ a7 l! ~ R e% P# D6 S- 驱动液压缸
& F) c5 i' C W/ L- `! \
3 控制部: Touch panel（人机介面） 3. 控制部:-Touch panel（人机介面）
; l! }' y3 Z' n2 [+ }+ C1 e
- PLC（可变程序控制器）
6 n9 d) ^9 m, B. ^2 n% r* ]
5 f9 Q3 U _" ?" s+ _$ @3 L0 J. u& h$ m1 K+ v电磁Magnet振动部
$ {4 X" H. a( @; n) w1. 由坚固的Spring（弹簧）所支承的振动部通过
( X3 b( e8 ?1 D7 }. |. d. m Q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
* S- ~( H. z8 S) O" w
右方向的振动.
) k8 c I5 k1 I- c2 R' B+ v2. 机械共振频率 :由弹簧系数K和包含上治具重
" n2 k" E2 D0 Y' C8 p
量的振动部总重量所决定.
. |8 F8 j3 }" E/ N5 h1 z
3. 振动频率 :由流过左右电磁线圈的交流电频率
, W, h! J9 Z6 [0 [" q+ C# \决定.
7 k& b# F5 G& }0 i0 _( V5 |$ r' r, C, i. `6 x1 w
振动弹簧Spring
5 @ x5 p7 j) G
的种功能 Spring的3种功能
; t2 Q, y: `7 p) b9 h. l
1)决定共振频率的因素之一 )决定共振频率的因素之
: m) q3 M" C( h; L
2) 对垂直方向压力的支持
2 ]0 z: w a4 ], Y# e6 y3 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
% s. {( h' j' n7 S1 `7 u*共振频率(Wr):
/ W, H! y! u1 ?, B; f
Wr = √c/m
+ T2 u( u* T5 ~7 x( ^
Ci弹簧系数 C= spring弹簧系数
+ u$ \4 h$ K( x# ?( U! t6 W
M = 重量
1 `( C2 F, n2 Q/ B% v [ c- M( {9 J; @6 l, R! a
振动熔接次序
: Y- D) G4 B6 R- r0 Q1 N0 o7 v1. 把上下产品固定在治具上.
/ }" Y( k. g! s. L4 O6 r; P2. 使用液压系统加压.
1 c# H8 R/ o- ^: O* X1 U2 a* N" y
3. 振动上方产品,使熔接部产生摩擦热.
' l& S: s; R, i0 C
4. 摩擦引起上下焊接接触面熔化.
: j" g0 [2 r# ?5. 熔融状态下停止振动，弹簧复原误差在±0.05mm内.
h3 X- s# I2 [# q. e6. 加压状态下上下分子相互进行分子间的重新结合、同时进
1 A7 T% J# v1 |3 y8 `1 a2 o: ?
行固化.
* A Z- @7 S. g% o7. 固化结束后熔接循环完成.
3 ]: c; B0 F* S+ r7 A# Z) t
. m- a8 N& U+ D
振动熔接阶段(1)
u8 E4 i7 D! [3 I1阶段 – 固体状态下摩擦(开始熔融)
$ C% x9 }% c& Z- T2阶段 – 形成不稳定的熔融层
. S- g# V5 Z _0 o1 Y
(熔融物开始向外益出) (熔融物开始向外益出)
2 E% _ g8 F; O! j3阶段 – 熔融稳定阶段,熔融物的溢出量和生成量处
+ u# V' R* p# \6 e+ j& S9 P
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)
4 e2 ?. }( O$ B1 [* }4阶段 – 停止振动固化(硬化焊接部位)
8 z2 | D p7 t) t: m1 |( y+ g/ i/ M- c
) f+ Z& J) y9 b1 S
7 U, C( W, X: e% |) Q- n4 o
振动磨擦能量(E)
3 h( p0 v% `7 E. T
• E = P(N/㎠)ㆍV(m/min)ㆍT (Sec)ㆍCosθ
" n+ g; M6 ~9 q% ^- X: u- rP : 压力
4 e8 U$ _+ y: G% l' g! I& d) r. U
V:磨擦速度 V : 磨擦速度
+ a3 u% \2 I/ F. f8 p7 Z$ l0 A• V = 4.45ㆍaㆍf
; j& G2 M9 F6 P. FV : 磨擦速度(mm/Sec)
; _1 C+ [: ~& A7 Ka:振幅(mm) a : 振幅(mm)
; \2 M% c: W+ X6 i' Pf : 频率(Hz)
( p7 a5 Y8 Z" j
( L+ E* E* W9 L2 @振动熔接Parameters(2)
* Q; Z9 l P9 `6 ]• 时间 – 振动摩擦时间
; a- n" o- B) g6 w7 W. y7 X& u- 固化时间
9 a1 U3 L& B$ \6 |
•压力 振动磨擦压力 •压力–振动磨擦压力
2 I5 W. J4 {7 C( ]6 F$ D. w& [- 固化压力
$ e9 L: l+ x8 j" f9 h7 y
• 振动振幅
5 u5 i$ v$ l$ E/ I' @( V( N频率 •频率
' v$ E) ~. k5 g- k |& R+ q
•熔接深度
) |7 S y* T% B7 k
7 R8 m, t R( T& B+ O+ b1 {$ c/ F, b
8 X' v/ ~7 X. c
8 K+ r/ v/ V: Y9 c
/ l+ U9 x, |/ d9 a# M$ k: V$ v7 j/ s
! G4 h( L8 O+ D* S a# {3 W
各种材质焊接时注意事项
6 ~; a7 m5 C2 T$ S; ^9 r( L• 易吸收水份的材质需充分干燥,用高压或高
& n9 z" ~; d* N4 J5 v! h
温除掉蒸汽压.
! h! `6 J* P; ^6 }• 不同材质间的焊接前提是熔点差在38℃之内,
* B5 o6 F' e0 y H0 R8 K; M而且分子结构要相似.
! U+ J8 y/ J/ ~4 @" [2 Q
•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
4 Q4 [0 u( C: |: I) B
和固化时间也增加.
3 a6 |$ g$ J" ^, c+ V
; E" V) L4 T5 ]/ \% i
熔接性能影响因素
& [3 K* Y& y* X, c/ m
1) Plastic 结构
% }+ m' ^6 ^: |( C* D2) 材质的熔融温度
+ x/ O' W' H, I7 W' N
3)硬度弹性 3) 硬度,弹性
/ j* T+ @; t/ [5 k( x# f5 q: j: e
4) 不同材质的特性
: V6 G# {$ [! m! u( I' Z; m5) 湿度
* q- {! l v/ g6)熔融速度 6) 熔融速度
# c0 s# y F; f. t3 ?
7) 树脂添加剂
9 n6 r$ g. L! Y) ~
% h- S. j5 x/ n
振动熔接的优点
; Z4 r& i4 @! H! R, g1 M, N
• 受材质、大小、外形的限制少.
! ]# o; N$ ^ h g5 R1 Y• 可同时熔接多个产品.
2 |5 }7 ?. `" |2 z6 D, @+ c•熔接牢度强气密性能好 •熔接牢度强,气密性能好.
3 S% }$ G. r3 Q. \, a
• 耗电小,作业时无异味.
* k9 Z x' I E/ V; L
• 生产效率高.
; @0 a1 W+ G4 k: v) @8 o* J
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
* L' c; `' `1 t; N
3 y+ R% o' d: v: ^# b" M, M5 I" x- ?; p
振动熔接的缺点
3 S- ^) f$ H& p. K
• 熔接面为10度以内的平面.
3 B; Z- k, o5 ?5 s• 产品要坚固,耐得住振动摩擦.
! m7 v2 O" Y# y% 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
/ s. _$ E/ _) U
料产生
& O4 J! D* J9 r3 `- L8 l+ g+ P4 ?) F$ F3 y0 l; v/ l6 q' P( P4 v% z
熔接设计时参考事项
" D6 c* r! B0 A- h. X
• 确认产品的大小和外观的形状
+ Z) J) s* _3 k: Q4 s! z; E! y. S• 确认材质的特性
# o% O& D4 I$ ]3 R s3 K& r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…
( j6 `/ c; y& m/ B6 ~! v6 h K ], \, K
振动熔接线设计时注意事项
/ ?+ S, b: r; V9 D• 熔接筋的大小，与气密性能及爆破压力有紧密关系
m6 Q5 |/ y8 x/ g5 p, y6 @& v- Q• 振动方向治具固定槽或设置凸缘(RIB)
2 S* t% n i' s•焊接筋至少有1/2以上要直接受到压力
6 J% F1 I* T. Z, _: H7 @% j
• 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
$ h' N/ E* a+ P, {( _
•焊接RIB 宽度 :
4 r/ [' [9 d% S: N$ f* U8 X" {4 Q- 振动垂直方向: (1.5mm * 2) + α(≒2mm 以上)
9 ^1 l7 J, d8 p6 E动平行 ( 振动平行方向: 1mm + α (≒2mm 以上）
) j1 ?/ P3 [5 V# W% \: z/ c" c- 大型振动焊(120Hz) : 240Hz的约2倍
3 ]& `6 E5 _! i" I) G• 确保益料填充空间 确保益料填充空间
z6 v) M: H2 Q/ x, c6 C2 i
• 防止振动方向的晃动，设置直角凸缘RIB
: \' M; }. F3 J• 要考虑注塑件的变型
' a5 d' `6 O% j
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
* |5 n+ }; f' R9 c# g4 r( 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
# ?' P* P: y8 n* [( n& Z/ ^8 Q0 U' s
4 x9 L1 V3 A+ h* `1 P7 m" K
4 ]4 a( L+ a& D, I( w) d! Z, Y" D. A% U" y: ^. t+ R2 Y
$ Z% s2 t' ^3 D$ W
. p. M4 _% M6 \! b$ G& S" V' h$ n9 F
( G" P. g! O- G
7 P' Z, R: ~. w' \% `
* d: {: L" h& u6 a# R: r; A. M% \
! o3 Z8 ]- T% X7 U
# F9 s) R& J5 V3 k# j+ f5 I
5 w2 R3 j0 @; ~' g1 B1 h* u2 [
, \/ Z# L/ h4 S: R: u1 B+ [
7 e% f% |& A1 ?" G! |* G
( o* P* k( W; j; z& F, i
/ `6 `! i" |/ e# ]/ D
# d+ d6 b1 V0 V$ [* o
8 O# u0 r" n! }- K
$ b! f6 d g6 t% ?3 z/ q: ]
+ V% H, q4 C0 T: ]4 t! M
# e$ D, T: \8 J+ J R& P/ H9 O
4 ~5 m! @. Z* E
3 u9 U( ?! `% k/ D+ X* Z5 Z# j" z) ~6 U% o) ~% g: m- K2 ^' @
7 [+ s1 ] e9 Z" A
: B: n9 {2 e% B: e- I0 C
1 g' e" t2 d" F" Z0 @+ ~5 {2 F
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狗仔卡
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