Typiska metoder för sammanfogning av plastdelar inkluderar skruvförband, snäppfästen, pressbeslag, limning och svetsning. Svetsning är en effektiv metod för att permanent sammanfoga plastdelar. Det finns olika plastsvetsprocesser, inklusive ultraljudssvetsning, vibrationsfriktionssvetsning, lasersvetsning, värmeplattasvetsning och infraröd svetsning.
Vibrationsfriktionssvetsning används vanligtvis för svetsning av stora delar. För mindre delar kan den användas för att svetsa flera delar (2-4 stycken) samtidigt, vilket ger en mer ekonomisk och snabbare process. De viktigaste processparametrarna för vibrationsfriktionssvetsning är frekvens, amplitud, tryck, tid och svetsdjup. Genom att optimera dessa parametrar kan mycket hög svetshållfasthet uppnås. Men inställningen av svetsparametrar beror på materialtyp, geometri och krav på renhet.
Vibrationsfriktionssvetsmaskinens processparametrar
1. Frekvens
Svetsmaskiner med vibrationsfriktion har två arbetsfrekvenser: ett hög-vibrationsläge (200-240 Hz) och ett lågfrekvent vibrationsläge (80-120Hz). Valet av frekvens beror på vikten och höjden på den övre formen. Frekvensen har ingen betydande inverkan på svetskvaliteten.
2. Amplitud
För hög-driftslägen (t.ex. 240 Hz) är utgångsamplituden (topp-till-topp) 0,5-1,8 mm. För lågfrekventa driftlägen (t.ex. 100 Hz) är utgångsamplituden 2-4 mm (se figur 1). I allmänhet används högfrekventa vibrationer när avståndet mellan delarna är begränsat till mindre än 1,5 mm. En större amplitud ger kortare svetstid, men renheten försämras.
3. Svetstryck
Det justerbara området är brett, från 0,5 till 20 MPa. Det vanligaste området är 0,5-2,0 MPa. Högre tryck kan minska svetstiden. Det är värt att notera att för högt svetstryck kan orsaka att en stor mängd smälta strömmar ut ur svetsområdet och binder till den kalla plasten under smältskiktet för att bilda en kall svets, vilket avsevärt minskar svetshållfastheten.
I allmänhet är svetshållfastheten inte särskilt känslig för vibrationsfrekvens och amplitud. För material som innehåller glasfibrer bör smältflödet begränsas eller minimeras så mycket som möjligt. Sidoflöde av smältan kan ändra orienteringen av glasfibrerna, vilket minskar svetshållfastheten. Material med hög-viskositet tål högre svetstryck. Högre tryck ökar dock mängden damm i det första steget (fast-friktionssteget).
4. Svetstid
Vibrationsfriktionssvetsning har två kontrollmetoder: tidskontroll och djupkontroll. Svetsdjupskontroll är i allmänhet vanligare.
5. Svetsdjup
Den viktigaste faktorn som bestämmer svetsstyrkan är svetsdjupet. När svetsdjupet överstiger ett kritiskt tröskelvärde och når det tredje stegets minsta djup (stabila-flödessteg), når svetshållfastheten basmaterialets styrka. När svetsdjupet är mindre än detta kritiska tröskelvärde minskar svetshållfastheten. När svetsdjupet är större än detta kritiska tröskelvärde ökar inte svetsning mellan samma typ av plast svetshållfastheten. Svetsning mellan olika plaster kan dock öka svetshållfastheten.
Så länge som denna kritiska tröskel nås är svetsstyrkan okänslig för svetsfrekvens och amplitud. Vid en konstant tröskel (över den kritiska tröskeln), minskar ökat tryck svetshållfastheten.
Ovanstående förslag kan tjäna som utgångspunkt för parameterinställningar. Exakta parameterinställningar är också relaterade till materialtyp, geometri, hållfasthetskrav, tätningskrav och renhetskrav.
Här är typiska parameterinställningar:
Svetstryck: 1,4 MPa (200 psi)
Frekvens: 240 Hz
Amplitud: 1,8 mm
Svetsdjup: 1,5 mm
Tid: 3,5 s
Hålltid: 0,5 gånger svetstiden
