何为振动熔接?
/ D+ v4 [% f( K7 t: I
振动熔接是指在上/下热塑性塑料件之间施
2 p9 E0 q$ ?& Q* Q& N
加压力的壮态下,通过上治具的左右振动所
+ w& E8 J8 m5 q5 R9 C3 I
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
: H# _8 ]& p* R% E续加压、固化、使上下塑料件分子之间重新
" Q) k R* V. W# x: x' m+ ~
结合的熔接方法。
; B( H. S! ~/ T: J% q9 n8 q9 E
: _1 ^( U6 ^" G
/ R- I, f1 e/ i/ X# j
) Z; b E' T5 E9 R5 ?$ o
" K6 |8 M% d* S8 n
) t8 N* ?2 p& C2 w% x5 g
' p. ?! g# w0 \; U( X: X7 ^振动熔接机的主要组成部分
0 C9 z7 }; t; p" c; K, J
1. 振动头部 : - 振动Spring（弹簧）
0 W! ?; y G& P# P# L- Magnet（磁铁）
' q$ a( O$ z3 y( h/ f( h9 w7 @
2. 加压起动部: -油压伺服泵 加压起动部 油压伺服泵
3 J9 a* M, f7 [: B% l0 @$ J0 ]& J
- 驱动液压缸
7 N* r7 N+ g/ X0 j: t2 ~3 控制部: Touch panel（人机介面） 3. 控制部:-Touch panel（人机介面）
! T$ C( }' S- [8 n; R6 d
- PLC（可变程序控制器）
* A8 w( u5 ~, ~8 G7 z
) G. [9 v1 u1 o5 K" y2 G! o电磁Magnet振动部
1 t) k- M( V* f) j1. 由坚固的Spring（弹簧）所支承的振动部通过
3 G6 a) v' Q: H q( j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
! @3 E' D& X. _+ l$ J
右方向的振动.
4 A1 D! K9 P3 Y7 h
2. 机械共振频率 :由弹簧系数K和包含上治具重
7 ^' h, |, R/ P* K% x# D量的振动部总重量所决定.
s+ q* J W. {! T5 q9 g4 Q3. 振动频率 :由流过左右电磁线圈的交流电频率
+ `: }& D* F+ p$ H% J6 R& E
决定.
+ I# P$ S8 e5 X* ^! d% `% Z
0 P/ F# t. `& p7 O振动弹簧Spring
- ?3 ^& J1 o5 t! N ?的种功能 Spring的3种功能
& L- x8 j2 j( R
1)决定共振频率的因素之一 )决定共振频率的因素之
3 V8 ]+ r) R+ ^7 Y4 }8 ]3 t1 d& ~2) 对垂直方向压力的支持
) q. j% n" @6 z) C
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
~" F1 }2 E6 t* Z+ |# F*共振频率(Wr):
- Z" V* S* G0 t& n/ s) t
Wr = √c/m
. U! E6 T) i! hCi弹簧系数 C= spring弹簧系数
+ `% x( N/ q R% lM = 重量
3 S) v8 ?0 d4 Y1 E
O# N, D1 d4 L7 z) R振动熔接次序
8 r' S+ h& C! h' w! B0 g% Z/ ~$ ?1. 把上下产品固定在治具上.
/ N B/ s/ @) ]* O* K2 \2. 使用液压系统加压.
7 }8 X; @6 w5 k4 i3. 振动上方产品,使熔接部产生摩擦热.
" f& I6 T- P6 H! j
4. 摩擦引起上下焊接接触面熔化.
2 E) u# e1 }. s
5. 熔融状态下停止振动，弹簧复原误差在±0.05mm内.
& N8 X1 A `/ u7 j
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* {/ \. W' ?$ J9 W
行固化.
4 v a2 l5 s: w3 u7. 固化结束后熔接循环完成.
7 _9 t6 I! D* l, P
2 U4 e4 U9 m, U; o
振动熔接阶段(1)
8 Z3 `6 s _& t3 y1 V* \1阶段 – 固体状态下摩擦(开始熔融)
; g2 [8 W* @- N, Y, i2阶段 – 形成不稳定的熔融层
- [! o/ x) B. e5 {2 g, k(熔融物开始向外益出) (熔融物开始向外益出)
+ `( l D4 m: |) p: Q1 J) V
3阶段 – 熔融稳定阶段,熔融物的溢出量和生成量处
% X& q0 B, x( ~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)
0 P3 _4 e7 C' l2 M4阶段 – 停止振动固化(硬化焊接部位)
3 u9 D& U1 g- Q: t! q+ k# ]% e
! M2 V0 |: U8 ~" c! E
; i/ n% a( d4 X0 a( a( s" [6 M; O* `+ u7 k _
振动磨擦能量(E)
; a( c* x0 P# P% S K9 F• E = P(N/㎠)ㆍV(m/min)ㆍT (Sec)ㆍCosθ
5 ~3 p( V4 u: |) f+ q8 [! L& M! _P : 压力
0 s0 G7 r+ c$ C
V:磨擦速度 V : 磨擦速度
* N1 @9 B5 L5 Z+ i9 H9 Q3 n# s• V = 4.45ㆍaㆍf
: ~: {+ N) B! H1 N) K7 @, K7 j8 u8 gV : 磨擦速度(mm/Sec)
6 x$ _( h6 I2 n; `( N7 O5 `! Q la:振幅(mm) a : 振幅(mm)
& `% h/ |5 I( W% U; I2 G# i* }f : 频率(Hz)
+ a! {7 D) ^2 e1 y+ [! @( @; h! \
( h# W# m4 |# C! X振动熔接Parameters(2)
* {2 {" X) l: c' F/ i
• 时间 – 振动摩擦时间
2 r* @* ?( u0 R
- 固化时间
/ S# Z9 ]( i3 R5 Q7 Y" w•压力 振动磨擦压力 •压力–振动磨擦压力
5 T: b' Q9 Y1 f* u( J- 固化压力
L) O h0 }# h6 m• 振动振幅
D" S2 ~0 \9 Q" I$ E/ p4 @0 B+ Q) [
频率 •频率
! e1 U' M7 s" Y% C# k9 K- w0 |
•熔接深度
7 w+ f. E. w) C. B; d
' X- p! {& H+ F* m5 ~5 A
% V* O* l1 a' w- t! x/ A0 ?) c( b& J. u% e; K5 E, i; @
4 x& h- ~, }3 i# G
5 O* v" N2 Y; S6 k \- r各种材质焊接时注意事项
+ J' ^& X0 ~' K+ j' F- i8 T• 易吸收水份的材质需充分干燥,用高压或高
8 r: i2 {, N' i. B$ Z' U9 N1 k
温除掉蒸汽压.
+ T7 L- _# T f8 ?7 f, A* q• 不同材质间的焊接前提是熔点差在38℃之内,
7 b' z) X$ T1 k" F
而且分子结构要相似.
3 K( ^* M8 ]2 p9 e: D7 |•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
/ _% D& f# p. x* q; m [1 S
和固化时间也增加.
5 o2 o+ N- r# ?+ l* ~
; q9 M* `( t! j1 m B熔接性能影响因素
+ q9 l. v7 o2 `: z
1) Plastic 结构
) T" j* ^- L0 m, k* N# Q4 d1 n
2) 材质的熔融温度
3 u0 `7 f* S' } Q9 T
3)硬度弹性 3) 硬度,弹性
" t; _7 b9 V! M/ U4 t
4) 不同材质的特性
$ T8 U" E/ q$ w# K8 i E0 n; T2 v# g
5) 湿度
/ {$ h0 X& t1 o' F- L2 b; p
6)熔融速度 6) 熔融速度
q# C9 d8 r9 H/ U& S. l7) 树脂添加剂
, A* @9 @* m) J& |$ F2 r7 M8 l6 Z% z9 l
1 j' C# q- V$ g4 i! S& U) C振动熔接的优点
& j+ l# f, w1 ]! J
• 受材质、大小、外形的限制少.
7 O% Z( l! k' p- Q2 I( |) I5 `- G
• 可同时熔接多个产品.
# S9 X c5 c& m) ^
•熔接牢度强气密性能好 •熔接牢度强,气密性能好.
4 H9 M9 r/ \! m. a. N `• 耗电小,作业时无异味.
% L# R% N M; I5 ?
• 生产效率高.
5 f" u$ s7 W3 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
# l& O: ]8 o5 z/ P" V6 E! D
/ f: T- t, F1 n/ R/ l+ w; W振动熔接的缺点
, ^$ W$ `9 g3 D• 熔接面为10度以内的平面.
9 f! o+ r4 H( y; X5 g6 B
• 产品要坚固,耐得住振动摩擦.
* j/ x* X8 \% [) L# G
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
. ^# C+ S5 S! {) I) X. m
料产生
$ B' V k- I6 o9 W4 X( d
) K, k% P. b; W+ c- C8 A z
熔接设计时参考事项
/ R! W, ^( f1 Y7 E5 o
• 确认产品的大小和外观的形状
4 s+ g) y- u4 P• 确认材质的特性
! S) W$ }2 k9 ^) O% A1 ^, h, A" i
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…
4 v5 n& O$ M8 m
& r9 S2 ?# }6 i- O% m" j# w振动熔接线设计时注意事项
N) G3 Z& E4 m# }7 S• 熔接筋的大小，与气密性能及爆破压力有紧密关系
& {* {) k0 C+ c0 |
• 振动方向治具固定槽或设置凸缘(RIB)
; {2 u! K% Y& H+ f
•焊接筋至少有1/2以上要直接受到压力
1 A7 k3 }+ `/ a* M* I
• 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
; {6 x& G+ x! U0 \, D7 |- w•焊接RIB 宽度 :
3 I. `% W& l& b- 振动垂直方向: (1.5mm * 2) + α(≒2mm 以上)
& \! O5 h1 V! k% Q. a
动平行 ( 振动平行方向: 1mm + α (≒2mm 以上）
: m* |' l1 U5 p1 v
- 大型振动焊(120Hz) : 240Hz的约2倍
( ^+ ^6 v/ J- l0 m2 }. l
• 确保益料填充空间 确保益料填充空间
9 l: X* {. e# f* m' D2 C, {• 防止振动方向的晃动，设置直角凸缘RIB
4 p) C" g! g. }0 G1 v
• 要考虑注塑件的变型
7 Q9 |: ~# Z2 a% K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
+ |6 M+ O+ t& x$ x2 a) Z•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
, x" z9 ]3 I) d
' a! {0 V5 j( g% Z# d
/ D. W( v9 w7 K) l
: I R# S$ C* s; q' Y6 k9 x
8 W& V9 m% V' z4 g5 @' w2 V# Y
# ?) p6 G1 G( l1 x5 Y3 v3 e! L, P/ P. h
/ B+ S% [4 x& p
9 S$ {" c1 r$ w' z; | p
( `' W2 y2 J0 W& }! ^
3 S3 _3 p; W: Q' m+ K7 B
& F* P) x% n! ?4 x+ d+ r3 N- H- J* V8 c7 b. C4 O7 l; y
% H/ [1 |7 Q4 h- `9 j1 A5 `7 y8 P
5 B! E' n' Y$ s+ r
/ O4 z$ b( m G7 r7 a$ r
' _: F0 @# C, G9 U
1 a# Y4 i' n6 k( {0 ]
& y* D& H: j. x5 R
% b& d$ n; w4 |' u$ `
7 n& _) f6 W- Q! {
2 U" j1 t7 K" x5 g' i2 u
# I2 U. f6 P' r" I" q
0 y A+ D4 e; q1 {. {3 V
! A, l% {$ ~2 i) @* o9 v% B+ y$ {4 W( n, b* q" Q
; o2 `/ M( R# X" H) R, k# H! S2 {7 t( w* E8 n; v M
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狗仔卡
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