“过去，旋转焊接被认为是一个非常粗暴的过程，”营销总监法案red埃克索尔公司。
如今，传感器，伺服电机和微处理器使装配者对该过程进行了巨大的控制。工程师可以编程速度，加速度，减速，力，位移，焊接时间和保持时间。他们可以告诉焊机何时开始旋转和何时停止。它们甚至可以将焊工编程以停止在特定点旋转零件，因此顶部的特征可以相对于底部上的特征精确定位。
由于这些改进，旋转焊工在广泛的行业中看到使用，包括汽车，设备，医疗和消费品。该技术生产强大的焊缝，任何热塑性塑料，包括晶体材料，如聚丙烯和软质材料，如Santoprene。旋转焊接可以将零件加入直径为0.5英寸或直径为18英寸。
工作原理
乍一看，旋转焊机很容易被误认为是超声波焊机。与超声波焊接机一样，旋转焊接机是一种桌面机器，带有垂直于工装底座的垂直安装线性致动器。
线性执行器可以是气动的气缸或伺服驱动的滚珠丝杠。气动气缸足够适用于绝大多数应用，而伺服驱动的线轴最适合更困难或严格的应用。使用伺服轴，“您可以精确地控制RAM的垂直速度，并确保在焊接周期内的恒定推力，”Dukane Corp.的应用工程师Miranda Marcus说
驱动头 - 旋转部件的机构 - 附接到RAM的末端。它可以由空气电机和飞轮（所谓的惯性焊机）供电，直接驱动电动机，带有动态制动或伺服电机。
使用惯性焊机，必须将驱动头装载配合部分，或者它必须在旋转时接合该部件。驱动头不可能在旋转开始之前接触零件。
在循环开始时，空气电机开始旋转驱动头。当达到目标速度时，向电动机供电被关闭，驱动头下降。飞轮上的惯性可以保持驱动头旋转。
当将部分压在一起时，摩擦产生足够的热量以熔化塑料。摩擦也充当飞轮上的制动器，最终阻止它。到那时，来自每个部分的熔融材料混合在一起并形成焊缝。然后将压力保持在零件上进行短时间以允许塑料固化。
根据应用，直径小于6英寸的部件可以在0.5至2秒内旋焊，不包括装载和卸载零件的时间。
如果驱动头是由电动机直接驱动的，这个过程的工作原理基本相同。唯一的区别是，刹车不是摩擦部件停止驱动头。与气动马达相比，电动机能提供更大的扭矩，这对焊接大型零件至关重要，并能更好地控制焊接过程。
“你想在整个焊接过程中保持速度和扭矩，”超音速材料公司（Sonics&Materials Inc.）全国销售经理马克考德威尔（Mark Caldwell）说，“你不能用气动马达做到这一点。”
使用电动机还可以使驱动头在旋转开始前接触顶部。驱动头可以降下来，拿起零件，升起，开始旋转，然后再降下来进行焊接。这对于将旋转焊接机与自动装配系统中的旋转分度台或托盘传送带集成非常有用。
或者，它可以接触顶部，然后开始旋转。里德解释说，这对于顶部捕捉内部零件（如弹簧）的应用程序，或者零件装配是一个问题的应用程序来说非常重要。静态启动的另一个优点是，作为质量控制检查，焊工可以更容易地在焊接前验证总成的整体高度。
如果电动机优于空气电机，则伺服电机可以在驱动头上提供最终控制。伺服电动机可以保持焊缝持续时间的特定速度。可以触发驱动头以便在零件触摸后立即开始旋转，然后焊接到特定的塌陷距离。并且，伺服电动机可以在特定点停止部件，经常在±1之间。这对于对准部件上的装饰特征或确保每次相同方向的输入喷嘴点的对准可能是重要的。
关键参数
旋转焊接过程的关键参数是旋转速度，力，时间和位移。
Eric Kuzniar表示，速度和力随着零件的尺寸和组成而变化，应用工程师布兰森Ultrasonics公司使用伺服电动机焊机，速度可以从250到5,000 rpm。惯性焊机可以达到10,000 rpm的速度。
Kuzniar说，虽然它可能看起来逆行，更大直径的部件比较小的部件更少。实际上，对于大零件应用，电动机可以配备齿轮减速器以换档扭矩。
里德解释说：“你必须以每分钟的地面英尺数来思考，而不是每分钟的旋转次数。”尼龙的最佳表面英尺/分钟设置不同于ABS或聚丙烯。我们没有看到超过5000转/分的应用，1000到2000转/分是一个非常典型的范围。”
力通常是最小的。“将零件带在一起时，施加的压力越多，大会希望抵抗扭矩越多，”Caldwell说。“如果你轻轻地把手的手掌揉在一起，他们会变得非常漂亮。把它们挤在一起，很难来回移动你的手掌。“
焊接和保持时间也可能很重要。“我通过改变持有参数，我看到了焊接质量的巨大改进，”马库斯说。“因为你正在融化大量的材料，因此控制如何融化。通常，在融化时，您希望折叠零件，因为塑料缩小时凝固。您必须确保您在零件中没有任何空隙。“
零件设计
旋转焊接可以加入任何热塑性塑料，无论是填充或未填充的，无定形还是半晶石都说的芦苇。旋转焊工可以加入ABS，PVC，聚丙烯，聚乙烯和玻璃填充尼龙，名称为几个。它们难以具有光滑的塑料，如Delrin或超高分子量聚乙烯。
“如果你有很难的零件，如聚碳酸酯或缩醛，可以花很多扭矩让材料开始融化，”马库斯警告说。“一般来说，它更容易旋转由更柔软的材料制成的较大材料而不是更难的材料。”
旋转焊接甚至可以焊接不同的材料。”马库斯说：“零件的化学性质不必像超声波焊接那样相似。”在材料相容性方面，旋转焊接更像振动焊接。我见过聚乙烯和聚丙烯的旋转焊接接头。这是一个带有密封的机械接头，可以承受30磅/平方英寸的压力，这是用超声波焊接永远看不到的。”
旋转焊接可以连接一些其他方法无法连接的塑料零件。例如，对于超声波焊接机来说，高的零件代表“远场焊接”，但是对于旋转焊接机来说，它们不是问题。类似地，旋转焊接可容纳具有轮廓、开口或延伸的零件，否则会对超声波或振动焊接机的加工提出挑战。
旋转焊接的一个要求是联合接口必须是圆形的，尽管零件本身不必是圆形的。
旋转焊接熔化并移动比其他塑料加入方法更多的材料 - 多达三倍。这使得该技术适用于产生耐压，气密密封接头。Marcus的实验室制作了一种旋转焊接接头，可以容纳100psi的压力。
然而，更多的熔化材料意味着更多的闪光，并且工程师将不得不考虑其关节设计。
“旋转焊接的钥匙是想象闪光灯的位置，如何隐藏它，”Caldwell说。“由于离心力，闪光灯通常希望在关节外部移动。”
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旋转焊接的最佳设计是剪切接头，舌头和沟槽和围巾接头。对接关节也可以实现，但它们很少见。
马库斯说：“为了获得最佳的焊接强度、最佳的性能和最少的扭矩消耗，你应该始终使用剪切接头。”如果你知道你的模具不是很好，如果你的零件有一些翘曲，或者如果你不确定这些零件是否能一致地装配在一起，那就是你想使用围巾接头的时候了。”
芦苇表示，剪切接头包括两个墙壁，该墙壁以与干涉配合相互接触。剪切接头可以设计有闪存陷阱，以捕获多余的熔融塑料。裙子还可以设计成顶部以隐藏接合线以获得更美容的外观。
由于该过程的“主动”性质，包括包括特征 - 肋或凹部的好主意 - 帮助驱动头旋转上半部分并辅助夹具保持下半部分。有时，如果特征足够强大，则驱动头可以键入端口，拟合或其他特征，从部分中伸出，如果该功能足够强大。
对于额外的握把，驱动头和夹具也可以用弹簧式球棘爪，弯曲涂层或真空端口进行改装。
为了防止偏转，工具还应支撑组件的侧面，无论墙壁如何厚的覆盖都是多么厚。柔软的塑料易于融化，但也容易发生偏转。
无论应用何种类型，工程师最好在设计过程中尽早与焊接设备供应商联系，最好是在切割任何模具之前。”一个应用工程师可以帮助你通过驱动器的特点和联合设计的特点，说：”库兹尼亚尔它变成了一个协作的过程。客户的设计约束和理想的接头设计之间总是有反复。”
应用
旋转焊接用于各种各样的应用程序。它用于焊接绝缘杯和碗;水和化学物质过滤器;管道浮动;油漆可以盖子;弹出灌溉阀;和果汁和苏打分配器的线分配器。
在汽车工业中，旋转电焊工组装油箱、瓶子、阀门、灯具和过滤器。该技术还用于将小弯头安装到歧管中，并将挤压管焊接到燃油滤清器管路的模制附件上。
最近在涉及焊接由Santoprene制成的软管的汽车应用上，进入由聚丙烯制成的进气孔的汽车应用。焊接软管消除了对昂贵，圆形钢夹的需求，以连接软管。
在家电行业中，旋焊机已用于组装阀门，流量分流器，真空吸尘器外壳和冰箱的水过滤器。
旋转焊接也可用于组装医疗装置。倾斜最近设计了一种机器，用于焊接滑石填充的聚丙烯，用于流体回收装置。组件的每一半长度为10英寸长，直径为3英寸。“其他进程选项很少，”瑞德指出。“振动焊接不能这样做，因为我们无法在内部解决闪光灯控制。旋转焊接是一个很好的解决方案。“
对于医疗应用，重要的是要注意，旋焊焊接可以产生颗粒。然而，真空或压缩空气可用于在组装过程中透明颗粒，添加Marcus。
