何为振动熔接?
. j; ^3 c1 s' c" q# \' K( |振动熔接是指在上/下热塑性塑料件之间施
3 T+ O B2 z! Y
加压力的壮态下,通过上治具的左右振动所
9 j: s3 B7 n2 N" \' [" G* _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
' W3 ?4 @: k% Y% N/ w/ v. H3 N* n续加压、固化、使上下塑料件分子之间重新
' X9 d1 Q- n4 H. R/ d
结合的熔接方法。
6 J8 B3 {( p, ~" f2 p+ e/ Y0 J, P
6 k- W- _7 U5 c% O. C
i& S3 h* a/ b
, \9 f4 q& h8 E% A" M7 ^- [& z' d
2 \! @. C4 t" J/ {( V
/ t% i7 \- K2 J& y- o ^+ {振动熔接机的主要组成部分
* _7 ]* ?: Y2 V# f8 S
1. 振动头部 : - 振动Spring（弹簧）
% O- X6 T7 X( F# B- Magnet（磁铁）
; ^) l5 |- e' L7 X
2. 加压起动部: -油压伺服泵 加压起动部 油压伺服泵
2 T9 Y7 F) f, A" O" J/ Y- 驱动液压缸
, D) ?8 S& p5 j6 e/ h! d. @
3 控制部: Touch panel（人机介面） 3. 控制部:-Touch panel（人机介面）
3 K+ D- }: N" G4 I- PLC（可变程序控制器）
" h+ R. v" A7 q* M; X" b
' V* v- y& V" I电磁Magnet振动部
, W' ~& I6 r8 Z8 D; U1. 由坚固的Spring（弹簧）所支承的振动部通过
) i) _/ `/ O3 c+ 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
' s6 ?1 F/ ^8 E6 L
右方向的振动.
) H0 h$ v: n$ p
2. 机械共振频率 :由弹簧系数K和包含上治具重
9 U8 e- S1 d B! ?- c' ~5 v6 f量的振动部总重量所决定.
% l" J; ?& e! `. m) I9 I3. 振动频率 :由流过左右电磁线圈的交流电频率
' ]% f: r$ }# U1 _ q% L: L: R; ~
决定.
2 _0 e v+ `3 t* R, h. _' \. h4 j
( ?) k3 @. y; T+ t: Z
振动弹簧Spring
# w# F& B6 B9 {& c/ G2 A/ x/ f9 t的种功能 Spring的3种功能
( }! g9 B+ s# b1 H1)决定共振频率的因素之一 )决定共振频率的因素之
* O* L h/ l) B
2) 对垂直方向压力的支持
5 ^3 L R7 B3 H6 @8 l* W$ b3)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, \ F/ V, O O
*共振频率(Wr):
7 W1 k4 S0 I8 R1 PWr = √c/m
3 H3 U) C6 p2 B |4 |. PCi弹簧系数 C= spring弹簧系数
( `" ^6 E9 u5 {' w, x1 D* m+ wM = 重量
' ]4 i3 A+ i8 W' a+ Z4 G) r
3 P* H+ l" W$ i& _振动熔接次序
& Z! O$ S$ l9 w: s9 D1. 把上下产品固定在治具上.
! H3 X5 _5 F: |# D/ K
2. 使用液压系统加压.
: L. Z2 ~5 m( Y/ ^) M! K( ^8 W
3. 振动上方产品,使熔接部产生摩擦热.
Q1 S. i6 S3 `
4. 摩擦引起上下焊接接触面熔化.
1 ~. Z/ R- i# M& E% `2 D! K l. g& ?5. 熔融状态下停止振动，弹簧复原误差在±0.05mm内.
+ o d* W0 U; S s6. 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 |% h: j& q9 Q$ O行固化.
9 b" c, Z5 n4 c; Y$ y. I5 i7. 固化结束后熔接循环完成.
E3 F3 G9 X9 b4 M
/ r9 g: @ b/ K0 V: U9 B+ G* k3 \
振动熔接阶段(1)
! b* O0 x2 ~4 R2 ^7 E1阶段 – 固体状态下摩擦(开始熔融)
1 _+ }' A5 F+ l6 H7 x0 E1 T/ H
2阶段 – 形成不稳定的熔融层
7 \2 M$ H' B M: g0 c1 l
(熔融物开始向外益出) (熔融物开始向外益出)
% Z! I6 _6 [! g, L( ]. d3阶段 – 熔融稳定阶段,熔融物的溢出量和生成量处
" n8 Z) T8 t5 ]
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)
% ~5 B. m- v7 U' b* f4阶段 – 停止振动固化(硬化焊接部位)
. X. @ z1 U" ?- \3 d6 F7 t1 I
( ?( q2 x" f. s% @ E3 F- l
2 W1 g' ~* \0 F1 t& k. b. R7 L
7 b* E2 O( ]" o8 A9 c% _0 g振动磨擦能量(E)
5 l) X( {4 e& M. `. t j; }• E = P(N/㎠)ㆍV(m/min)ㆍT (Sec)ㆍCosθ
6 T4 v% B( C p5 vP : 压力
+ P) ~) w9 a- ~& D! A3 I3 H
V:磨擦速度 V : 磨擦速度
G" Z6 `( O2 R& H% X9 W0 i
• V = 4.45ㆍaㆍf
# `8 q" c; e; J+ ]" m8 d7 D* KV : 磨擦速度(mm/Sec)
" U% ?: D! J7 [. Q. M9 sa:振幅(mm) a : 振幅(mm)
) v4 [) p9 K9 i" m$ d3 J; X4 _% A
f : 频率(Hz)
+ J" A( i9 J: B; L% y/ P" O
" P g: G+ ^+ g% W
振动熔接Parameters(2)
9 q {" Q3 B1 U- e, ?$ c/ `
• 时间 – 振动摩擦时间
; v6 `5 A b5 j% v" l- 固化时间
; B( a8 e) j/ o5 Q•压力 振动磨擦压力 •压力–振动磨擦压力
6 J3 e$ \* M$ q. z: s% C8 Z' W- 固化压力
6 U4 b+ r6 c7 w. _• 振动振幅
* y5 l, V0 G" R5 x频率 •频率
- U3 S7 ?+ [5 I8 V4 }4 S* T* P
•熔接深度
- \% ~' I0 z% i7 a1 |
q& M3 ?- p5 ?8 ^. m
; T# g& X/ h+ w( z3 b: D
4 N8 d6 A9 b8 E& A# Y+ R
4 s% x3 W- q4 L& S% G
9 _9 F, F) H; X& q# F8 S2 s7 p
各种材质焊接时注意事项
% D2 W" W& N4 z7 Y2 s• 易吸收水份的材质需充分干燥,用高压或高
# m; ]% Y n' m+ W' h9 i9 n# [$ T温除掉蒸汽压.
- b* {7 n& T: a# j• 不同材质间的焊接前提是熔点差在38℃之内,
0 N7 }6 }8 O# J1 i7 m* L7 v而且分子结构要相似.
. w. O; [' z* ]* [9 o& C
•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
. J$ [, g3 C% I! N: e
和固化时间也增加.
1 M) E$ R4 v8 o' T+ X- |% n& M6 f
2 b1 L2 U: S( n# L3 k熔接性能影响因素
$ Q- D, f1 B+ O) |! j7 \* X( z: @7 T
1) Plastic 结构
% m6 z: A9 S9 W2) 材质的熔融温度
# T! H* O! m/ ]0 n7 y$ ^3)硬度弹性 3) 硬度,弹性
9 P/ L! ?8 f/ Y/ i1 v" E4) 不同材质的特性
# G8 q8 q' t, e0 ?5) 湿度
& U6 a$ O( Y5 I/ X( `
6)熔融速度 6) 熔融速度
4 i0 m$ `" U1 o* A7) 树脂添加剂
) S& j. ]7 I7 o. b
$ j* e0 I S Q振动熔接的优点
) k+ G6 y2 z2 W4 J
• 受材质、大小、外形的限制少.
U% E7 r, V2 E/ E) Z, g4 z: Y, Q
• 可同时熔接多个产品.
% ^, m( S! Y, ^& |
•熔接牢度强气密性能好 •熔接牢度强,气密性能好.
, i& I0 [: n: Z* ]/ P+ H• 耗电小,作业时无异味.
5 n, f! ]& E( z5 ]- X( X
• 生产效率高.
* }, c( h9 v5 h( l' E4 d4 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
$ V! ~% h' d; k/ ?
4 x' g+ B# |, d3 {% y振动熔接的缺点
1 ?9 M3 o% {3 V0 j, W* d! n4 m• 熔接面为10度以内的平面.
9 Q8 b6 j. z, j0 H9 a; W: I• 产品要坚固,耐得住振动摩擦.
: t; k, \3 ?9 |" d5 J0 N, j
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
% s5 G) K) _# U2 S3 J8 o
料产生
A( h3 o7 _8 Y1 g9 X) {8 n$ d
8 y! I: w! j. I6 G! y
熔接设计时参考事项
! i/ Y, d- `$ y! Y2 P% ?4 H a% e+ w• 确认产品的大小和外观的形状
0 Q$ [7 g" I! ^* n1 ~' i
• 确认材质的特性
* ]7 n! f4 i6 Z8 }: _) 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…
8 ~) ^9 V7 Z2 R2 ?8 ~8 p
' t e" a& Z) N4 N" Q振动熔接线设计时注意事项
) \; z8 T# ~2 m- s
• 熔接筋的大小，与气密性能及爆破压力有紧密关系
8 w: r1 K6 S8 S4 V" U" T; |3 B# n
• 振动方向治具固定槽或设置凸缘(RIB)
) N; E; b: ~; k•焊接筋至少有1/2以上要直接受到压力
& u" x% d! h$ u" ]! x/ |3 i; e" |1 p• 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
3 Z% P+ o1 w. C9 [+ q( c
•焊接RIB 宽度 :
9 m7 q2 @) ^+ e: @( y- 振动垂直方向: (1.5mm * 2) + α(≒2mm 以上)
# w6 b* W7 C5 Q2 v; Z1 H0 e动平行 ( 振动平行方向: 1mm + α (≒2mm 以上）
# U, z1 a4 T. g* n
- 大型振动焊(120Hz) : 240Hz的约2倍
5 v2 e0 f; I0 _9 E8 ?, D' Q, {
• 确保益料填充空间 确保益料填充空间
. q- s' l. I& @+ Y+ y) F+ d
• 防止振动方向的晃动，设置直角凸缘RIB
z$ A# [: _( r0 e
• 要考虑注塑件的变型
8 h+ F8 O+ M; t. |( V% X" |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
0 }" [# L( w; b3 O* r. ?
•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# Q' i& G3 G5 K5 ~2 ?; `. A" Q; d6 w! ~. i( e2 t; [
5 B: R4 j& e: n" c7 a" Z
3 P6 U" A6 b3 m; }4 N4 {6 P8 p
2 y! ~; U8 t2 \7 n, V+ A
8 [ C/ e5 @$ C0 J9 V
( T( B D- V4 i" `, S
9 k! w0 {% Z0 Q) [. F
6 N9 ^9 d# W9 t
% ^4 M0 v; j( A& c( y' u1 y6 }; \8 Z4 N* w+ H. @* n) v2 B
# o! G; H# a Z9 I4 T
& h9 w& D/ t0 ~
* k) H" w& S# E" W6 Z, {( u
8 s4 O& g4 X7 I, @- e! {# v+ h5 ]
7 i# @. X1 ~ P2 J0 _8 D; v$ i
" |2 V. j$ r {" C3 k" D7 a( S: V
9 y: i( l& C" Z1 {
3 E1 x% D7 V* q6 `7 R% }
3 t7 t% ^" C0 A8 |0 s+ H; l
9 S# O# k$ e! z+ W7 e
1 s. V7 U+ m2 k# d# M1 w+ @' \0 z# D9 s3 Y+ b% Y/ Y
. \: D) M9 o3 i# w
3 i, a8 ?. {0 U4 E2 k# Y7 O: ]8 Z' D7 v. f5 ~/ \7 d$ w4 r3 n
% u, z9 I" l, u6 o
7 u2 S( A+ T$ ~' n% n L
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狗仔卡
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