振动摩擦焊接机在汽车上的应用最主要的体现在发动机进气系统、内外饰件及车灯。(摩擦焊机)进气岐管目前基本上都是采用的都是PA加玻纤增强的材料,而就目前的工艺来讲只有振动摩擦能够达到焊接要求,不管是从气密,爆破压力强度上来讲都是其它连接方式所不能实现的。就车灯来讲,以前大多用热板焊,而近年来许多厂家开始转用振动摩擦焊接方式,主要是由于振动摩擦焊接溢料少(外观对车灯来讲尤为重要),焊接周期短,大大提高了生产效率,强度也能达到要求。
振动摩擦焊接机工艺参数:
一:
频率振动摩擦焊接机有两种工作频率,一种是高频振动模式200-240Hz,另一中是低频振动模式80-120Hz。选择哪一种频率取决于上模具重量和高度。频率对焊缝质量无显著影响。
二:
振幅对于高频工作模式(如240Hz),输出振幅(峰值到峰值)0.5-1.8mm。对于低频工作模式(如100Hz),输出振幅2-4mm,见图1。通常,当零件之间的间隙限制在小于1.5mm时,使用高频振动。振幅越大,焊接时间越短,(摩擦焊)不过清洁度会变差。振幅和频率曲线(蓝色代表高幅低频,红色代表低幅高频)
三:
焊接压力可调整范围区间大,从0.5到20 MPa。常用范围0.5-2.0 MPa。较高压力能减少焊接时间。值得注意的是,焊缝压力过大,会导致大量熔体流出焊缝区域,熔体层下方的了冷态塑料进行粘接形成冷焊缝,大大减少焊接强度。一般来说,焊缝强度对振动频率和振幅不是非常敏感。对于含有玻璃纤维的材料,应尽可能限制或减少熔体流动。因为熔体的横向流动,会导致玻纤排布方向发生改变,减少焊缝的焊接强度。高粘度材料能承受较高的焊接压力。但较高的压力会增加第一阶段(固态摩擦阶段)的粉尘数量。
四:
焊接时间振动摩擦焊接过程有两种控制方式:时间控制和深度控制。一般常用焊接深度控制方式。
五:
焊接深度决定焊缝强度最重要的因素是焊接深度。当焊接深度超过一个临界阀值,即达到第三阶段(稳态流动阶段)的最小深度,焊接强度就能够达到母体材料强度。当焊接深度小于这个临界阀值时,焊接强度减少。焊接深度大于这个临界阀值时,对于同种塑料之间的焊接,不会增大焊接强度。对于不同塑料之间的焊接,却可以增大焊接强度。只要达到这个临界阀值,焊接强度对焊接频率和振幅大小不敏感。当处于恒定阀值(高于临界阀值)时,压力增大,焊接强度降低。