何为振动熔接?
4 P J- j5 e; ?4 {振动熔接是指在上/下热塑性塑料件之间施
+ G! c9 W2 s7 ~* g. Z
加压力的壮态下,通过上治具的左右振动所
% \4 _6 X' F7 p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
8 z, t& A9 f, V- d' X7 |1 E+ M续加压、固化、使上下塑料件分子之间重新
/ A3 C6 `9 q. {% o
结合的熔接方法。
' T! `% v6 ]& K# a
: Y2 A- ?( C4 |% ^4 \5 S6 o" X( K' W/ S! l3 i( j0 n, `0 z
. J/ z# N4 C8 X
4 y4 T3 l3 S: s/ l( r8 C
/ F- u+ @0 G- K% T5 L' P, L9 d: u% e+ t; V6 N# m5 t6 B6 U$ P
振动熔接机的主要组成部分
6 g$ [, D. a5 k0 U7 V1. 振动头部 : - 振动Spring（弹簧）
2 y' A; `, a" ^: d- H' T, X1 V' {
- Magnet（磁铁）
3 v$ C r" j+ \5 S2. 加压起动部: -油压伺服泵 加压起动部 油压伺服泵
; ~5 F' h4 t0 t1 t B- 驱动液压缸
9 c; ~# W2 p# O( O: c- V3 控制部: Touch panel（人机介面） 3. 控制部:-Touch panel（人机介面）
; D" G1 e7 V9 H- PLC（可变程序控制器）
' w4 F2 ]) I1 o" J# Z* F5 L
$ C7 k, K; n* l+ e电磁Magnet振动部
8 n2 }: @( B& T1. 由坚固的Spring（弹簧）所支承的振动部通过
/ o% j* R0 h0 n& p. T/ 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
7 V' a/ I4 e( q0 U右方向的振动.
+ T# [$ i* C& |6 ^& p2. 机械共振频率 :由弹簧系数K和包含上治具重
0 o" s0 P b8 g, Z; m量的振动部总重量所决定.
( J S6 O5 X" C- k) Y9 ?
3. 振动频率 :由流过左右电磁线圈的交流电频率
# i& B' j2 u! Z4 X决定.
4 U. _4 s. l8 c1 U
) i% p l$ b% ]4 m1 B0 Q
振动弹簧Spring
1 _( }- V+ |6 B8 S的种功能 Spring的3种功能
, R; f# G( `" f2 O5 h7 ]1)决定共振频率的因素之一 )决定共振频率的因素之
+ |; c% v, U5 i. I* Q2) 对垂直方向压力的支持
# w+ x( B! J6 I3)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
+ W3 R: H1 O% |3 `# a8 V% _
*共振频率(Wr):
$ B# x& i7 P1 Q( J, _ Z5 A! AWr = √c/m
! W6 u8 i0 L" ^3 n1 i; iCi弹簧系数 C= spring弹簧系数
! |* k9 V/ A0 m3 w# ^
M = 重量
0 L0 J. U! W# b# {
9 B1 a4 I0 V. `1 p! s3 I振动熔接次序
# y+ Z$ M5 o6 L9 d. Z1. 把上下产品固定在治具上.
# |( Y* ?* H# P( \' \ u& F- L2. 使用液压系统加压.
: H d- ^. c5 t$ l8 N1 L) L; L
3. 振动上方产品,使熔接部产生摩擦热.
: y' p: R4 f7 n) o4 @$ P
4. 摩擦引起上下焊接接触面熔化.
- l$ @; v0 [, u5. 熔融状态下停止振动，弹簧复原误差在±0.05mm内.
4 _ J& D- |% _% f% c
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
) T/ c7 b; o9 N5 F0 ^8 b
行固化.
# o: N! q0 T! u0 }. R: O8 f7. 固化结束后熔接循环完成.
, ]+ H. d' O9 C( z/ _9 o
9 z5 k/ [$ t* z* o* K# Y* N% x9 U
振动熔接阶段(1)
. w, Q9 R/ X5 a1 t1阶段 – 固体状态下摩擦(开始熔融)
% O* h l( I, V d) V/ \ ?& M* g
2阶段 – 形成不稳定的熔融层
6 \5 B! y n2 X9 k& G: \/ Y" r(熔融物开始向外益出) (熔融物开始向外益出)
( B, k; X* b9 T/ F A% |; ?1 f! }5 m: Z3阶段 – 熔融稳定阶段,熔融物的溢出量和生成量处
( `9 F: l( {2 u, f
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)
" t/ S& A! [5 O9 u/ W
4阶段 – 停止振动固化(硬化焊接部位)
4 n1 b+ b* A* ?+ r3 J8 l1 {0 Z- Q( e1 X, }* a" q! f6 ~
# b/ p% c) ^# o% ?5 t S" a9 u `* |2 R* q
振动磨擦能量(E)
) ~0 a. i) @% q/ Z2 [ @) }" ?* W• E = P(N/㎠)ㆍV(m/min)ㆍT (Sec)ㆍCosθ
6 N2 c/ s- V! f# V0 |3 U5 [, vP : 压力
6 q7 k/ T r U( _, O
V:磨擦速度 V : 磨擦速度
# J! Q. h" ~" v0 l9 L* i4 C4 V2 x
• V = 4.45ㆍaㆍf
4 Z3 n# ]! B: @6 R7 hV : 磨擦速度(mm/Sec)
6 T2 U8 D z6 m o$ e0 i8 ]4 |a:振幅(mm) a : 振幅(mm)
4 i! f: B K) d4 y! ]4 E, z$ o7 ?f : 频率(Hz)
8 |3 e6 A) n- a6 I, }3 U3 g0 B; F3 F, a
- @: g$ M) l+ F* D- D( @振动熔接Parameters(2)
6 J% a1 i6 |4 ?3 X3 |- V• 时间 – 振动摩擦时间
+ P$ V; y+ c4 [- y6 ?3 E6 e
- 固化时间
5 B- e9 J! P/ v) @! @. \ x& _•压力 振动磨擦压力 •压力–振动磨擦压力
# e9 Y0 b+ N8 Y4 a- i- x
- 固化压力
6 S) A5 H6 O2 C. C
• 振动振幅
/ T; z, T( h0 s) g% X, l, ^; c ~6 T2 d频率 •频率
% E! M( l7 y* \" Y, n4 ~
•熔接深度
8 \0 F0 N8 _; W# c6 [9 [# e; M5 O, J! H. _7 v) z( b3 J
- J! _5 G! _+ ]7 v9 L4 b' I8 E
! r. q) ]2 D- B# u$ Q9 |( ?3 Q0 r
2 `) f% E* _. T) U- x5 J" n
! q3 E! v4 r$ z3 a2 U, l3 Q7 n2 K各种材质焊接时注意事项
- F- T: f6 m* n0 d
• 易吸收水份的材质需充分干燥,用高压或高
2 U$ m6 C( {. P/ H5 I温除掉蒸汽压.
0 k7 k1 ~9 i9 ?' \• 不同材质间的焊接前提是熔点差在38℃之内,
6 }/ `$ c- U4 N- ^1 V$ u
而且分子结构要相似.
) f8 Q! Z' |7 Z( F: _
•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
* S5 S: l% E2 t: R8 m5 J和固化时间也增加.
5 P' u5 i) [! s H5 b5 Y+ b6 [
& q+ V V! s9 W- R- [& _2 f
熔接性能影响因素
% o" h+ c8 w! l/ q$ q# M
1) Plastic 结构
: z1 }6 o# y& U# q- B& R# `2) 材质的熔融温度
9 p$ [- v- |# M+ \% {1 w3)硬度弹性 3) 硬度,弹性
6 v+ l# o) o& Y9 P' z4) 不同材质的特性
: Z% a' S2 g# o3 P, W: O2 Y
5) 湿度
/ G/ M. k" v( @6 v$ A6 V3 L
6)熔融速度 6) 熔融速度
- @, x1 _3 r: @0 q# D$ r7) 树脂添加剂
p. d5 v" Y. ]3 K4 V+ ~* }
4 F4 M9 W- z3 ~6 V5 |, ]; |
振动熔接的优点
" v! V0 E6 N- f4 J- K
• 受材质、大小、外形的限制少.
, V% R; o. W8 o3 c( g0 U7 p• 可同时熔接多个产品.
! t4 W# n H! r6 d•熔接牢度强气密性能好 •熔接牢度强,气密性能好.
# e# U, p+ z% h2 W7 N% n• 耗电小,作业时无异味.
8 @5 \' z9 B4 x* h! D% I2 ~! }( e
• 生产效率高.
+ \ E ]6 H1 r+ G5 P* e9 i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
5 h! v4 s/ a/ ]4 L6 p2 ?" N6 n Q
6 W. c% R" P9 |+ S, v
振动熔接的缺点
) o+ |7 Z7 G6 g0 b5 n- O
• 熔接面为10度以内的平面.
* P6 y) r6 a3 a6 R" q, R1 F
• 产品要坚固,耐得住振动摩擦.
$ V$ T6 o/ |/ d6 M4 u- y
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
8 v6 v W+ a% V7 c; M: s
料产生
( i- a3 r7 m4 l% l ^/ `9 u2 s+ K$ k; Z
熔接设计时参考事项
0 r( n5 x- v* \$ w8 W* b5 i
• 确认产品的大小和外观的形状
& K7 L. U ]2 [+ e% ~4 b: [8 p9 I• 确认材质的特性
/ U3 I9 R# ]* v- Z; t0 G
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…
, X! w3 E$ e: }' t/ n1 O7 Y
0 T& p' X2 W) P s) n2 B; F振动熔接线设计时注意事项
* B/ j+ _/ C ?! U
• 熔接筋的大小，与气密性能及爆破压力有紧密关系
2 y. ?* d6 ~3 T! M1 ~* Q
• 振动方向治具固定槽或设置凸缘(RIB)
: E7 n6 O3 y! ] r) b* _ ^" c1 f•焊接筋至少有1/2以上要直接受到压力
- e/ g5 W$ _0 c e4 i& u3 S* c/ `• 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
0 u0 ~) q, {/ n: l# O
•焊接RIB 宽度 :
4 r9 V5 d$ l3 P) g
- 振动垂直方向: (1.5mm * 2) + α(≒2mm 以上)
3 S, B$ W! S1 s Y) L5 Y$ L动平行 ( 振动平行方向: 1mm + α (≒2mm 以上）
c, K+ t7 h# V7 G( v
- 大型振动焊(120Hz) : 240Hz的约2倍
9 M! g4 X/ s: L• 确保益料填充空间 确保益料填充空间
5 ~6 T# f! \& o4 `6 s• 防止振动方向的晃动，设置直角凸缘RIB
3 q* k7 u' [+ @4 K& O
• 要考虑注塑件的变型
5 A, J8 s; C' ^5 L; w6 d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
" g0 T" V+ v4 ?. a6 o* x7 q1 m
•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 d7 H+ J+ ?2 U K! X' s/ D4 ?- {2 e
6 ^* }( |# v" k# f8 \
# n% Y9 H1 q ]9 ~( {9 q, i% b$ C7 u' e; e
1 \ R7 `/ T' t. j, D
, D8 t& t: Z L2 u
& Z2 G8 ]* F2 q4 Z
; `. i( K, _' C& H$ z( T( k
3 f1 B c, e% a$ o9 L: q
: v1 v! c: z6 v- j0 Y3 A# a# c
# }+ J$ c8 v* [. X2 @# \8 R" W% F+ l, `+ N) _
' [5 @1 N/ }! T0 C6 _
5 G! M% t% J5 n9 e! M, j" l' [" _
# N0 E% B7 v- L6 I2 H$ y& Z
* {+ a; t3 k( z# M: M; X6 D; q
7 A7 | @# b: m: n0 m$ X
" p( s5 G( [" G, C/ L. n. ]1 i* \
. r* {) M( i9 N' [5 G& \/ o' j+ H6 I$ E8 o
$ C' z/ ?' U: W- F1 A6 m) s
) j4 W! Q2 x( `1 \1 ]( E4 L( |
$ N0 c/ i# P: I V# q7 j8 U
5 a: Z0 }: S; K% _# W" h
! C) S8 R& @. @* m1 [- _5 K- A
) i) G8 Y, n8 ` n5 B3 p
' N( ^# J: W! o8 n
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狗仔卡
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