何为振动熔接?
. U( v6 i' ^5 ~9 K5 B1 j振动熔接是指在上/下热塑性塑料件之间施
& z* b0 R! V8 ?+ ~5 x
加压力的壮态下,通过上治具的左右振动所
4 v( {: \$ k1 e& }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 A9 Z/ P. ^$ w) }+ X
续加压、固化、使上下塑料件分子之间重新
& p& p) o# M1 C u7 t
结合的熔接方法。
6 o% [0 U& I; x# Q* s1 F+ s
8 |* |1 ~% C) E) q. t! Y
; L! o) N4 |& _' G
7 [" r+ L7 n% d" t
' G4 J9 Q( w% l: S( m/ t/ `1 ~% T3 d
* ^$ D6 g5 S! \) {- k+ z% [+ Z% u* W
. |! h w& V: ^2 V. [" k
振动熔接机的主要组成部分
! o0 H- |7 }8 S3 d4 c1 v/ j
1. 振动头部 : - 振动Spring（弹簧）
) E0 J$ o' U2 d/ o9 B- Magnet（磁铁）
/ l3 [4 H3 I- X% ?2 A
2. 加压起动部: -油压伺服泵 加压起动部 油压伺服泵
0 w3 r* F1 r) G1 G! H7 |+ ] U6 a- 驱动液压缸
' t( ?$ E6 v" y& G1 ?- W" N3 控制部: Touch panel（人机介面） 3. 控制部:-Touch panel（人机介面）
: F# L; B3 j' K" r! g2 M
- PLC（可变程序控制器）
" N1 q8 ~/ D! V
/ }5 E# X+ {: @4 f8 d/ |电磁Magnet振动部
1 h+ L. \2 t0 n5 P
1. 由坚固的Spring（弹簧）所支承的振动部通过
- `' d, x) n& y* ~. t4 `, P
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
]4 H/ k/ F; Y1 W% b! M右方向的振动.
. I, I3 P+ b2 l4 ?' C* R2. 机械共振频率 :由弹簧系数K和包含上治具重
) F" s6 B: C" V' Z( n3 Z
量的振动部总重量所决定.
8 H5 L; V+ @1 z3. 振动频率 :由流过左右电磁线圈的交流电频率
1 j j* d. {* v) l
决定.
4 {- z4 l' f- {# [' m. t
: f! l% Y6 g7 u" X振动弹簧Spring
) i& h8 O9 J0 H9 F的种功能 Spring的3种功能
1 v. T9 e# b$ {* X- |2 A1)决定共振频率的因素之一 )决定共振频率的因素之
/ H: t0 j- T3 z% N! ?2) 对垂直方向压力的支持
+ p3 b# ?& n1 S& M3 `" m! f3)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
- _/ c, c3 Y% C* ]
*共振频率(Wr):
F- ^4 P/ ^% ^+ G% jWr = √c/m
$ l% X4 k% o$ \% ]1 ?
Ci弹簧系数 C= spring弹簧系数
& k3 O! z' E, m0 IM = 重量
; N+ B9 O6 T& A J
4 a! O0 X! H. u0 P, ]
振动熔接次序
- `! n, ~$ N& ] w4 Q4 h7 o) ]. U1. 把上下产品固定在治具上.
* \# j5 H. `2 H) S( i
2. 使用液压系统加压.
4 \% q/ Z" s' i7 A; H6 f/ H/ o( f
3. 振动上方产品,使熔接部产生摩擦热.
8 Y+ j, ]% y5 b$ {* g" _5 y* }
4. 摩擦引起上下焊接接触面熔化.
( e4 \* N8 q t
5. 熔融状态下停止振动，弹簧复原误差在±0.05mm内.
1 L) p0 ]! P O, H# R, z0 V2 H6. 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 n1 h& Z* H$ n行固化.
5 w1 p9 t/ s4 N9 q& q
7. 固化结束后熔接循环完成.
" ?. E3 t$ N E {+ G1 D/ j+ P6 w! w; j; _" x9 f
振动熔接阶段(1)
- h3 w' i" f4 j) q+ H9 f1阶段 – 固体状态下摩擦(开始熔融)
0 G' P/ h6 r8 a' K2阶段 – 形成不稳定的熔融层
" c( o4 i- p! z2 M7 Y
(熔融物开始向外益出) (熔融物开始向外益出)
* r" e% a1 |1 w0 L% y1 g
3阶段 – 熔融稳定阶段,熔融物的溢出量和生成量处
6 @& P) W b- ?% }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)
7 T: r' x3 k w! W, `# N4阶段 – 停止振动固化(硬化焊接部位)
7 x, h8 d4 M* S
# e" i: U# R6 Q5 T
5 a! ~0 U* t1 A, T
9 F0 H6 g) J1 C' {4 S振动磨擦能量(E)
) G1 s9 C; k( U/ Y' q" ~
• E = P(N/㎠)ㆍV(m/min)ㆍT (Sec)ㆍCosθ
9 f8 ~) Y2 R( F6 k" \' E5 b! ]; K4 ^
P : 压力
9 Y* E* Q" L+ X: T2 f. j2 f
V:磨擦速度 V : 磨擦速度
/ }* j6 U) E' f; p' ?5 \• V = 4.45ㆍaㆍf
* |, a1 _4 @ y$ T: J/ |V : 磨擦速度(mm/Sec)
; F8 h, r5 R7 t0 N- Y/ i
a:振幅(mm) a : 振幅(mm)
( i v1 `- t4 A$ c& J) Y. Bf : 频率(Hz)
- y& V1 @" J! J' O9 O, h. s
6 y8 z; O* s2 C% s; N振动熔接Parameters(2)
& a5 y ^ s: T' ?
• 时间 – 振动摩擦时间
3 t1 R, r+ ~! `$ ~: Z# H- v1 e
- 固化时间
s) R3 K+ E- J0 h7 @! d4 A•压力 振动磨擦压力 •压力–振动磨擦压力
( _9 z8 c( ]6 ?& U4 \$ @( u7 U6 w7 Y
- 固化压力
7 b+ ]) _8 z* [9 H1 O• 振动振幅
: s3 I, B" {8 S. L" V频率 •频率
$ `, _4 z* T- C$ d•熔接深度
# }4 q7 P0 @) V6 l3 ]
y1 @" ]$ E' V* Q1 C
~9 G# t: R) \. C. w0 e, w: k& e$ P; s2 D2 v; K% l, A$ S$ g
2 I4 f' _7 |" B' m6 S* n' _+ O5 f5 @$ z# A- `
各种材质焊接时注意事项
' Z; I) E6 y0 \% T i: U
• 易吸收水份的材质需充分干燥,用高压或高
2 O: s4 B5 x! _: C+ W温除掉蒸汽压.
1 A+ z$ X$ Q. V E: e
• 不同材质间的焊接前提是熔点差在38℃之内,
" x2 P$ E$ G8 T# y
而且分子结构要相似.
3 n9 l% y3 q9 D% 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
3 d$ x( H/ m# h7 Y5 U8 b% W
和固化时间也增加.
* A# C A8 ] ?2 {
! M/ o; S: x+ l( Q, X( P# {. b; y8 e熔接性能影响因素
$ {" e z/ R6 b1 B/ q
1) Plastic 结构
1 v0 E6 O9 R& G9 c: S6 f
2) 材质的熔融温度
9 ~. ]( Y% B4 U5 A
3)硬度弹性 3) 硬度,弹性
! b5 X( \, n q5 R$ F6 ?4) 不同材质的特性
( G4 |: n/ D7 P& b3 h' A I
5) 湿度
. w' ?- y/ K7 `, @# S: O
6)熔融速度 6) 熔融速度
D9 ]8 [- M4 ]3 K ]7) 树脂添加剂
& |" E8 ^( l, p; g# y/ _
# o3 U1 o/ N9 f
振动熔接的优点
}/ J, [% M2 B+ B. E# z8 J
• 受材质、大小、外形的限制少.
: H6 |% |! h) o) X7 Q" [
• 可同时熔接多个产品.
3 s/ ^: }4 }0 b7 r•熔接牢度强气密性能好 •熔接牢度强,气密性能好.
4 c: X$ d2 P- l5 D( j2 [• 耗电小,作业时无异味.
6 m8 `; c3 _0 y) M: H4 b/ D% i5 b
• 生产效率高.
0 K* C. C& m0 G5 O( v! k* n, G- Z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
! J7 z8 u) U. S6 h/ V# V0 g; d1 u: q; P$ e
振动熔接的缺点
* y1 y0 {: I% [) _* N• 熔接面为10度以内的平面.
* G+ Z; w3 I+ } n
• 产品要坚固,耐得住振动摩擦.
! f" U( \6 D. A" o! ?# y- f; i( k6 h
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
- T- v, g v' y料产生
1 I. D+ a/ M1 S" K& U
3 Z) o9 l3 V- t9 U熔接设计时参考事项
) _' ~+ b$ @7 q6 y• 确认产品的大小和外观的形状
3 T" k# ?! r6 J0 U* X
• 确认材质的特性
2 a8 {& N+ Z l
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 Y- g8 @% V2 H* H- ~. k3 p
! m% S$ [6 |& W9 T' |+ Z
振动熔接线设计时注意事项
4 n$ ?: o# h' D) B6 p5 M
• 熔接筋的大小，与气密性能及爆破压力有紧密关系
2 j" l! J8 E7 X$ b7 z• 振动方向治具固定槽或设置凸缘(RIB)
" w1 Q2 ]4 w7 J: W1 [$ h) ? K0 m- A5 O•焊接筋至少有1/2以上要直接受到压力
& R4 E3 C1 `7 U4 M. B3 h• 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
q# P" M3 H- m/ S9 a
•焊接RIB 宽度 :
9 |* w8 r8 ?! J) L, g/ {( Y
- 振动垂直方向: (1.5mm * 2) + α(≒2mm 以上)
9 r: L9 n- G0 W! F" W$ Y动平行 ( 振动平行方向: 1mm + α (≒2mm 以上）
9 V- A# _( c( [( B- 大型振动焊(120Hz) : 240Hz的约2倍
, v9 k# ^6 c1 Q8 ^
• 确保益料填充空间 确保益料填充空间
1 ]' m3 ?# n" h" n# m0 r. i X• 防止振动方向的晃动，设置直角凸缘RIB
0 g; I6 N9 E z R! r8 p+ V• 要考虑注塑件的变型
& L4 v3 k2 Y; w$ u( y* d+ 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
7 W7 n3 y S! `1 ]% d5 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
; m2 j7 v" w% W1 o7 y9 L+ L) }
5 L- p$ K8 O8 Y& p+ I8 k
2 c: e3 V0 i! m+ j# W2 A+ R, e+ x
6 L; s6 H% \& W' B0 I/ p; N/ H, t# J \! I5 ^
! m8 c/ \! Z: }2 }$ n( Q% ]
; B7 K8 b2 p: s$ i
: a. O5 ~8 a( ?8 q
0 i# k* l6 ^1 S! o Z
7 S+ p) V1 Y- K7 k5 ?9 v: j$ m' }, x0 ?- P
9 `# I8 Z' I- Q- [! E
7 ~# o) N2 ^6 W$ S1 t
: q1 `8 c4 w) |" z$ i
$ i% U8 w X; Z: a. _& @
! O1 D d5 W& w; i, Z$ h, L7 T2 c
G# L; f8 {) G: [4 C% g+ p
, K# P5 t$ R1 Y4 i
- ^* m: Y- Q" S( w7 V5 q6 r
1 O! [1 @0 r R3 U# k. d
( }$ G% w: B, N
7 u, V7 U! z* m8 W7 B' r
' a" j4 A5 x0 H% A, Q( { B8 q9 K+ p& h. X# v( p
; x! [9 i+ A' q# P) j5 j5 {) [# ~9 u7 r# m7 a5 Z) U. |
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狗仔卡
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