欢迎您访问德召尼克(常州)焊接科技有限公司官网,全国统一咨询热线:400-0808-920

德召尼克(常州)焊接科技有限公司

首页 > 新闻资讯 > 业界资讯

振动摩擦焊接机——原理

振动摩擦焊接机——原理


典型塑料零件的连接方法有螺丝连接、搭扣、压装、胶水粘合和焊接。焊接是永久连接塑料零件的有效方法。塑料焊接工艺多种多样,有超声波焊接、振动摩擦焊接、激光焊接、热板焊接和红外焊接等。

振动摩擦焊接机适合于焊缝处在一个大平面、相容性热塑性材料的焊接机,能够实现高强度、承压大和高密封的焊接性能,是一种非常精确和高重复性的连续生产过程,其过程类似于将两个手掌互相压紧、来回移动产生热量。

优点和限制条件:

从材料方面:1、熔融料不暴露在空气中,因此没有氧化降解的风险。2、对材料透明度、壁厚和焊接位置高度基本无要求,不像激光焊接或者超声波焊接受以上因素限制。3、热量集中在焊缝位置,热影响区域小,因此过热导致材料退化可能性要小得多。4、无法焊接低刚度模量热塑性塑料,如TPC。5、熔点差异大的材料无法焊接。

工艺过程:1、经济,生产节拍快。2、设备相对简单。3、适合大规模生产。4、通过换模,可以生产多种产品。5、在焊接过程中几乎没有烟雾。6、产品在焊接过程中会受到振动,敏感零部件可能被损坏。7、因为焊接压力和横向力较大,所以不适合焊接尺寸较小的产品。

外观及形状要求:1、焊接后焊缝周边有溢料,如果溢料不可接受,可以设计挡料槽避免溢料可见。2、焊接过程中会产生粉尘颗粒,影响零件内部清洁度。3、零件的翘曲可能会影响焊接效果。4、非常适合焊缝区域几乎平坦的零件。如果是曲面焊接,要求沿着振动方向,角度应小于15°;沿着与振动垂直方向,角度应小于40°。

振动摩擦焊接机基本原理

两个塑料部件在一定的压力、振幅和频率下,相互接触摩擦。因摩擦产生热量,使得材料在焊缝界面处熔化。在压力下,熔融塑料从焊缝区域流出形成溢料,见图1。在振动停止后,熔融塑料层固化,并产生一个坚固的接头。


1.jpg

图1 焊接过程示意图

振动摩擦焊接过程可分为四个不同的阶段,分别是固体摩擦阶段、固液相变阶段、稳态流动阶段和冷却阶段,见图2。


1582879345720265.jpg

图2 振动摩擦焊接的4个阶段

在固体摩擦阶段,两个零件表面相互摩擦产生热量。材料表层被加热达到熔点。热量产生的快慢取决于材料摩擦性能和焊接参数(频率、振幅和压力)。

在固液相变阶段,此时材料的加热方式由表面摩擦生热,转变为熔融状态下的层与层之间的剪应力加热。此时,熔融层厚度不断增大。但随着熔融层深度加大,加热能力逐渐减少。

在稳态熔体流动阶段,熔融速率等于向外流动速率(稳态)。只要达到这一阶段,熔融层的厚度就会变得恒定。直到达到设定的焊接深度,振动停止。


1582879360327159.jpg

图3 焊缝区域熔体流动剖面示意图

图3显示了焊接区域熔体流动速率分布曲线。在中心流动速率最大,边缘流动速率最小。流动速率在厚度上呈现抛物线分布特点。

在振动停止后,熔体冷却并开始凝固,进入冷却阶段。焊缝在静态压力下凝固,从而使零件永久地结合在一起。

为了保证整个焊接区域均匀加热,从而保证均匀的焊接性能。应注意在整个焊接过程中,上下零件在焊缝区域要充分接触。充分接触可以通过改善零件尺寸精度、结构优化和治具设计来保证。


Powered by MetInfo 5.3.19 ©2008-2020 www.MetInfo.cn