何为振动熔接?
. a; |0 o9 P: W9 G振动熔接是指在上/下热塑性塑料件之间施
; m& M+ l4 ~' i- {$ _加压力的壮态下,通过上治具的左右振动所
. \# U; n* {' x/ }, `
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
) m. t. @5 k, ?# S& _: D- B续加压、固化、使上下塑料件分子之间重新
; J# g" F; D1 J: a结合的熔接方法。
/ K7 B2 K" P3 C% A5 q
3 o! ~8 m8 v5 _; y6 \+ s6 w {2 E& m
% B6 P& z: }( ~
* {7 C3 ~# R7 Q8 K R j! i
9 v3 Z( c3 w, w% x; y
4 o& G7 t1 J8 `
( z: g* u( G* _5 u! m, ?4 c$ c
振动熔接机的主要组成部分
8 |# E* `6 d# a( M5 e+ D1. 振动头部 : - 振动Spring（弹簧）
- t$ N! d* h$ Y+ B# ^) I- Magnet（磁铁）
2 f* w1 V6 A9 v2 ^( a' `& K: e
2. 加压起动部: -油压伺服泵 加压起动部 油压伺服泵
/ T' z! e3 d: j6 V
- 驱动液压缸
9 _8 I5 \9 ^7 I8 J! b& c3 控制部: Touch panel（人机介面） 3. 控制部:-Touch panel（人机介面）
: y7 }6 f7 }; n# ^* z `
- PLC（可变程序控制器）
8 a9 K* F. u* S% {) i) |
) v2 Q9 e. N0 u, M+ m0 N2 v1 {3 ~! ?电磁Magnet振动部
: F1 ?4 a3 K5 X/ _! C% V1. 由坚固的Spring（弹簧）所支承的振动部通过
+ U1 |$ `( m( e% a& u9 X
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
/ X$ E) u: p1 e0 S% O0 h3 q右方向的振动.
7 I4 e% u9 W7 V% u: s7 ]8 M+ M
2. 机械共振频率 :由弹簧系数K和包含上治具重
# E/ E/ q0 n0 O0 j
量的振动部总重量所决定.
! }8 a7 g* c- ^3 [3 Z
3. 振动频率 :由流过左右电磁线圈的交流电频率
; W! e z/ @) E7 h
决定.
4 O' w% Z/ ]7 Q/ ]8 F$ Q) N% e+ M2 M5 T A9 H7 H, s( y# p
振动弹簧Spring
; H! i: |6 O4 e3 G
的种功能 Spring的3种功能
! E5 T; H, b, C1 w" `& g
1)决定共振频率的因素之一 )决定共振频率的因素之
# j" |3 M: z- L: u& @2) 对垂直方向压力的支持
, Q5 R7 m7 F3 o6 p
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
5 ~6 z, f, t0 y% E" J* z+ B! q*共振频率(Wr):
0 n$ U2 J8 M4 p9 ]- U8 `Wr = √c/m
) B, [5 H0 g: m8 \
Ci弹簧系数 C= spring弹簧系数
& Q5 ], E% p6 t' z b
M = 重量
, W0 g z) }- p' G( I2 A
5 Q0 d) q) \) {& |. Z振动熔接次序
& O( g5 C. [( o+ ~& I# T! U
1. 把上下产品固定在治具上.
0 W: T9 u5 U/ W2. 使用液压系统加压.
. ~ M/ Q" |% ?% q+ [ n2 Y
3. 振动上方产品,使熔接部产生摩擦热.
8 [. W. R$ H6 a+ z) M+ {# n: g
4. 摩擦引起上下焊接接触面熔化.
- B6 @! Y- c4 M, s$ q$ ^% h7 p
5. 熔融状态下停止振动，弹簧复原误差在±0.05mm内.
- L, e1 _7 R6 _( 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
3 v* P3 q" ~* L }行固化.
5 p3 d) b) m. ]( F `1 Y7. 固化结束后熔接循环完成.
( [- t( k4 v$ i, t5 p. `
$ L$ V3 a1 w) q
振动熔接阶段(1)
+ r5 x/ W/ D- P1阶段 – 固体状态下摩擦(开始熔融)
, X6 ?4 Y e# B& |: T
2阶段 – 形成不稳定的熔融层
. [) E1 s/ {, v2 g( c(熔融物开始向外益出) (熔融物开始向外益出)
% v6 z+ m. s# p3阶段 – 熔融稳定阶段,熔融物的溢出量和生成量处
4 e# U @0 `- ^) N8 D
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)
) |$ T7 e/ V( [. ~5 j
4阶段 – 停止振动固化(硬化焊接部位)
4 s E0 Z; [) E
0 E6 c" e( a. E/ R: n0 P
. N7 J1 j2 H _: X1 S: v6 n
' A$ O# C0 E! r: ~- `' l( R, c振动磨擦能量(E)
: W5 O; d* | J) L. K
• E = P(N/㎠)ㆍV(m/min)ㆍT (Sec)ㆍCosθ
2 I$ m7 b3 Z M: d* U/ n% d8 Q0 ^P : 压力
9 O9 k0 `- H$ R. Q( N! {/ |
V:磨擦速度 V : 磨擦速度
& p4 k" \+ e5 z! N3 S• V = 4.45ㆍaㆍf
! Y2 b( n6 P& N! M Z% r
V : 磨擦速度(mm/Sec)
' E2 }1 G* [) h) R* ~( p
a:振幅(mm) a : 振幅(mm)
1 V, S, ~' O1 ~1 Pf : 频率(Hz)
) G2 S0 y" |. \" y: }% n( g: q( h2 S6 o6 N: D* J
振动熔接Parameters(2)
3 F o6 L# k% f9 W% f! o• 时间 – 振动摩擦时间
4 y- X2 n T. H4 A9 Q6 l
- 固化时间
! U C5 Z5 D) E O4 v- {) e•压力 振动磨擦压力 •压力–振动磨擦压力
* K% [8 }- v6 P- 固化压力
* {& b& I5 b R6 M9 k• 振动振幅
+ ]6 _' Q) q L3 f
频率 •频率
# z" W Z( P) {! L- y& u
•熔接深度
4 |, q+ \ `3 u9 H3 m
/ h. X: R* p0 b; h5 O" v& a, D
1 e! X/ i- `3 O6 v6 v, p. F6 w! F* k2 g# M% s# P7 X9 G7 N
: g) M/ Q" {7 Y, `6 p" t1 I
8 g5 N$ G1 I2 B. I- J各种材质焊接时注意事项
d! z: C3 L0 c( a* F1 a" p0 j
• 易吸收水份的材质需充分干燥,用高压或高
- F2 V* b) e7 S温除掉蒸汽压.
0 x0 ^7 g! V: r) c" ^• 不同材质间的焊接前提是熔点差在38℃之内,
2 b: I" e+ l+ T$ c& C) a8 ^而且分子结构要相似.
+ k1 W0 r+ v( J' m1 {
•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
% r. @$ j! w t! T' E5 t! [和固化时间也增加.
5 I( n+ n, w4 z7 \
8 t7 s+ U, L( e6 y2 \熔接性能影响因素
5 z+ y. I+ O& ?1 A7 M% ?* W; z# j
1) Plastic 结构
2 }: h# R$ x9 k; B( O6 Z. E/ A+ ?
2) 材质的熔融温度
- N1 z7 w9 {6 z/ J3)硬度弹性 3) 硬度,弹性
: ]7 E2 m' Q+ }3 d2 u- H) I4) 不同材质的特性
) r) C/ N' A: q" G# M- ~5) 湿度
: K1 P# Q g9 o1 u& ^" \1 J
6)熔融速度 6) 熔融速度
! f: r0 G/ M" J# Q
7) 树脂添加剂
) P8 O3 T$ [- l$ D3 `$ H+ x. _+ Q D2 b
振动熔接的优点
; C- J8 {+ U+ J) ?+ C, W+ O• 受材质、大小、外形的限制少.
% [/ S( o: w( e" E( _• 可同时熔接多个产品.
, j: n( h' Y7 u) f•熔接牢度强气密性能好 •熔接牢度强,气密性能好.
9 u3 l" r/ n1 g" y$ M# @
• 耗电小,作业时无异味.
7 F Y; q" b/ \( Q
• 生产效率高.
, h W6 J0 t4 Q' K& w$ e
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
8 W% i1 W. y9 Y! }! o
7 s9 n" Z# _& _2 a振动熔接的缺点
8 g( @+ [/ i4 V) C7 j
• 熔接面为10度以内的平面.
/ K c$ O( q+ r• 产品要坚固,耐得住振动摩擦.
# C; e* v' T. p7 n- s) e" L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
0 I" A+ i% h/ }0 y, G) ~" p
料产生
! y* G$ m: x- \" c9 h& v, C4 m r1 ?8 ]9 l
熔接设计时参考事项
+ N9 w; N( Y/ {, F. T6 L• 确认产品的大小和外观的形状
" I8 A4 L/ A7 O. \/ f
• 确认材质的特性
7 w& l* F/ p+ w% }
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 |( Q% y4 J2 F. ~. u6 F) b6 q7 a
1 P! ~, s/ O7 | Z @振动熔接线设计时注意事项
2 @& w, p4 b+ ]& l. i• 熔接筋的大小，与气密性能及爆破压力有紧密关系
1 O; L, U! J8 J* }$ ^• 振动方向治具固定槽或设置凸缘(RIB)
: U& G) D# X4 Q' S8 z•焊接筋至少有1/2以上要直接受到压力
' f( d1 `- n# v0 ]( s• 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
M( u4 o2 \0 p, f4 b0 f8 _•焊接RIB 宽度 :
) Y! S A" E+ J! ~4 K
- 振动垂直方向: (1.5mm * 2) + α(≒2mm 以上)
5 s* M0 {% o' W* u动平行 ( 振动平行方向: 1mm + α (≒2mm 以上）
w- J; N7 b l- 大型振动焊(120Hz) : 240Hz的约2倍
3 Z3 k7 h; A w8 u4 Q. [• 确保益料填充空间 确保益料填充空间
0 g2 X; O# L0 t; c$ {. g( a• 防止振动方向的晃动，设置直角凸缘RIB
) H8 R9 y: z S% m1 p8 A
• 要考虑注塑件的变型
2 G8 E% r; }8 F7 C% Q# N4 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
- Z; t2 _2 M9 L! ?
•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
9 \2 Z# v! i9 i; d
: [. q- T! m1 ?5 v$ M
4 n, G( ~, N( z) g: y
3 G+ I* @' Q& {3 I0 a' ^* u o6 P
: i% z3 H! n' ~2 }: o) }- O
# r1 K2 A! ]1 |: n, Y/ \
8 c! ^* g% O3 J+ F" m# J
6 d* E" Y' k$ q& d B
3 C* \+ }" u) w: i* @" R d% F! o3 S6 K$ d, w1 H& p- z# i
4 k. B. d5 d. T: E0 ?
+ g2 ^) P% p+ ?& h: h5 k: O
2 Q! N ^- a, _' x" `) r. b
. \ s) X3 f0 u1 D- K: v
5 x8 j) w! S/ c3 C4 |/ H/ c/ E/ \, Q! p
% t; L: |( M! f. e% l3 d: n
$ j0 q% P! R/ C, O
R9 v6 E% }/ C1 u- }" C
% Q% k7 u' z6 F( i T$ _, z$ G; E! r1 H( m _7 @ ` ^: _7 U* D& G" o5 u. |
1 @/ m( C- {5 I$ Z8 m4 T: \- V+ r+ R. |; @+ @
: `; u2 [- e) V) Q" x
# M7 Z* l' d/ H4 Y) i! n5 a
. z: J% x6 s6 r
! t4 C6 s% A$ u* V s% k& ?" H
9 T2 s t! N" s- R# }* W8 u$ d
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狗仔卡
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