振动摩擦焊接参数

　　　　　大多数工业用的振动焊接机焊接运行频率为100~240Hz，但是也有更高频率的机械。由调谐弹簧质量系统激励的谐振振幅一般小于Smm(0.2in)，焊接时间为1~10s(一般为1—3s)．振动停止后的固化时间一般为4~lOs，总的循环时间为6～15s，也就是每分钟有4—1 0个循环。

　　　　为了熔融焊接交界面的材料，必须为材料输入指定的能量。这个能量输入值和工件间的摩擦速度成正比。在实际工程中，配合面之间最大的摩擦速度y对焊接是很有用的o V可由峰一峰振幅值a(mm)和频率f(Hz）来计算得到：

V=2af

　　　一般情况下，焊接的y值应当在500~1000mm/s(20~40in/s)范围。

　　　为了生产有效的焊缝，对高频( 240Hz)焊接使用低的焊接振幅(0.7~1.8mm；0.03~0.07in)；对低频(100Hz)焊接一般使用高的焊接振幅（2~4mm;0.08 ~0. 16in）o

　　　一般当工件间隙限制在小于1.Smm(0.06in)的时候，或者当不希望有焊瘤的时候，应当使用高频振动，比如制动和转向液贮液槽的焊接。在焊接振动方向垂直于长、薄、无支撑侧壁件的时候，低频焊接大的振幅便显示出了它的优势。这些工件对弯曲变形很敏感，会限制焊接，但是在很多情况下，低频的位移大些，便能抵消弯曲带来的影响，这样就可以进行焊接了。

　　　焊接压力变化范围很宽（0.5~ 20MPa，即72~2900psi），但是焊接压力一般处于这个范围的低压段（0.5~2. OMPa，即72~290psi）。焊接压力越高，焊接时间越短，但是增加焊接压力就会将熔融的塑料挤到焊缝的外面，从而降低了焊接强度，导致“冷”焊缝的形成。例如尼龙，当焊接压力从lMPa (145psi)增加到20MPa (2900psi)，焊接强度就会减少40 010。焊接强度一般对于频率和振幅不太敏感，但是对于一些材料（如聚醚酰亚胺）来说，要达到高的焊接强度，就要求高的焊接频率…。

　　　双段焊接压力对于焊接质量有积极影响，还可以减少整个焊接时间。当使用双段压力焊接的时候，先施加高的焊接压力使材料开始熔化，后施加低的焊接压力完成振动循环，这样能获得最优的焊接强度。在这种改进的工艺中，低焊接压力值取决于材料。

　　　对焊接强度影响最大的因素是焊接渗透深度或位移。当渗透深度超过某一阈值，印等于第三阶段的稳定状态开始时的渗透深度时，焊接的静态强度就会达到母体材料的强度；当渗透深度低于这个值时，焊接强度降低。当渗透深度值大于临界阈值时，并不影响未经增强的聚合物、短切玻璃纤维填充塑料或结构发泡塑料的焊接强度，但是会增加不同材料焊接的强度。当焊件的厚度增加时，渗透阈值随之增加，厚度为6. 3mm(0.25in)的材料，渗透阈值0.25mm(0.01in)时，将得到高强度焊缝。一旦达到这个阈值，焊接强度对焊接频率、振幅、压力这些因素将不太敏感；但是，当阈值一定时，焊接强度会随着焊接压力的增加而降低。增加焊接压力或振幅，会缩短到达第三阶段所需要的时间，从而导致渗透率的增加和焊接时间的减少。

　　　对于焊接周期的调节，振动焊接机一般有两种控制模式，即为“按时间焊接模式”和“按位移焊接模式”。当按时间焊接的时候，焊接时间为两塑料工件一起摩擦产生热量的时间。理想状态下，当达到焊接循环的稳定状态时，时间就终止了。高熔点材料所需的焊接时间一般要更长。

　　　在按位移焊接模式中，工件的振动直到结合材料的位移达到之后才停止，一般为1—2mm(0.04~0.08in)。这个位移值的选择必须足以确保稳态熔融的产生．也能保证补偿表面的不平整所引起的任何可能的偏差。如果设计的一些表面不是焊接面，按位移焊接的方法可以保证这些表面在焊接循环结束时互不接触。