振动焊接最新动态| 2016-02-01

在用于焊接热塑性件的许多方法中，振动焊接仍然是20世纪70年代初期自推出以来最受欢迎的一种。振动焊接零件可广泛在汽车和医疗器械中找到，越来越多的白色商品和消费品。一个原因是振动焊机可以处理大小为2乘6英尺的零件。

例如，几年前，前进技术为大型家电制造商开发了两种定制振动焊机。Doug Grabinger，项目经理向前展示，焊工组装浴缸用于前加载洗衣机。大型固定式六轴机器人位于每个焊机的前面。在机器人之间是一个双托盘转移系统，使得将未属于输送机上的工作单元（从机器人最远）将焊接桶移动到输送机上的电池上。被拒绝桶的单独输送机位于每个机器人后面。

为了开始该过程，焊机的底部工具打开，机器人从输送机抓住一组桶部件，并将设定在工具中，关闭。工具重新打开后，传感器测量焊接桶的堆叠高度。如果它在宽容范围内，机器人会移除焊接浴缸并将其放置在输送机上。如果桶超出公差，则机器人将其移除并将其放置在拒绝输送机上，使其使其移动到另一个电池以进行进一步评估和检查。

然后机器人从传送带上取下一组新的部件，重新装上工具，重复这个过程。Grabinger说，生产速度大约是每8小时一班1000桶。

除了处理大型部件外，振动焊机还能生产永久焊缝和焊接许多接头设计。这些优点，再加上新技术——如改进的过程控制、预热和数据收集的可追溯性——正是许多行业的制造商扩大振动焊接应用的原因。

选择的材料

几乎所有的热塑性零件都可以振动焊接。唯一的例外是含氟聚合物，它的摩擦系数很低。

提供优异的焊接特性的热塑性材料是缩写树脂，如缩醛，尼龙，热塑性聚酯和聚丙烯，Notes Kevin Backley，Branson Ultrasonics Corp.的北美技术应用经理。

其他推荐的材料包括标准和聚碳酸酯ABS，丁二烯 - 苯乙烯，液晶聚合物，丙烯酸，缩醛，硫化物，聚碳酸酯，聚酯，PVC，纤维素（合成塑料），热塑性橡胶，弹性体，填充和增强树脂，聚苯，聚苯乙烯和聚酰胺．

巴克利说:“填充物的比例通常保持在33%以下，但在某些应用中，填充物的数量可能会更高。”“在某些情况下，不同等级的材料可以相互焊接。”

振动焊接可以焊接类似和不同的热塑性塑料，以及用不同方式(注射、挤压、吹塑、压缩、旋转)成型的零件。此外，热塑性零件可以焊接到纤维填充材料上。例如，一家汽车一级供应商将地毯焊接到前门面板上，形成内部地图口袋。另一家供应商使用这种方法将用于安全气囊的几层0.03英寸的织物焊接在一起。

哪里有热量，哪里就有融化

你是否曾经通过摩擦手掌来温暖你的手?振动焊接使用同样的原理来熔化并连接两个塑料部件。

焊工包括电磁驱动系统（线性，轨道或角度），提升台，夹具和控制。

线性焊接系统具有悬挂在两个弹簧的振动压板，并连接到每侧的电磁线圈。当这些弹簧通过电流通电时，它们会导致压板振动。

在焊接开始之前，顶部和底部的部分被固定和配对在升降台上。然后用液压或电动伺服执行器将工作台抬高，直到顶部紧贴在上夹具内。

一旦电磁线圈通电，顶部部分以80到300赫兹的频率横向振动，底部部分来回移动0.75毫米到4毫米的距离或振幅。约2毫米的峰间位移产生最佳焊缝。

上部部件的振动和运动，加上升降台施加的压力，在两部分的接合界面产生摩擦热。随着热量的增加，热塑性部件的聚合物结构开始熔化。

然后发生焊接渗透，这意味着界面处的熔融材料开始流动并结合在一起。这个过程通常持续0.5秒到10秒。

在停止振动后，由于表压继续渗透。然后焊接头返回到下一个焊接循环的打开位置的振动压板。

熔化的塑料需要0.5 - 5秒的冷却时间才能凝固。冷却后，将工作台放低，并将焊接部分拆除。

线性振动焊接在低（80至120赫兹）或高频（180至300赫兹）处进行。低频焊接用于大型部件（5至10英尺长），而高频焊接最适合中小型（6至48英寸）。

有限数量的应用需要轨道或角振动焊接。在轨道焊机中，上部工装安装在三个中心弹簧上，而不是两个侧弹簧上。另一个区别是这个焊机在中心有三个线圈，而不是在每一边一个。

在操作过程中，每个线圈通电，并将工具从中心位置拉离，因此顶部部分与底部部分在轨道运动中摩擦。在整个焊接和冷却循环过程中施加轴向载荷。两部分在界面处的相对运动在轮廓周围的所有点上都是相同的，并不断由横向运动变为纵向运动。

Buckley解释说:“轨道焊接的运动更平缓，对于壁较薄(小于2毫米)或没有支撑的垂直壁的部件来说非常适合。”“因为没有停止和启动，这个过程可以产生更少的闪光和更短的周期。”

布兰森公司的HyLine轨道焊机采用数字驱动控制器，可以更好地控制焊接过程。车型vw - 4h - 2,6h -2和8H-2处理单个部件高达58 × 22英寸或多个更小的部件。4H-2配备12.7千瓦电源，而6H-2和8H-2配备17.4千瓦电源。振动频率从180到240赫兹可调。

圆形零件严格采用角焊。在焊接过程中，零件在轴向力的作用下以有角度的往复运动摩擦在一起。振动角度可达15度，频率可达100赫兹。

升降台范围从20 × 20英寸的小型焊机，到72 × 24英寸的大型焊机。固定装置由铝、聚氨酯或镀铬钢定制而成。机器控制可以让操作人员根据需要改变所有焊接参数。

的好处和局限性

振动焊接除焊接大型零件外，还可装配多种形状和接头设计(包括舌槽、对接和肋)的零件。这种技术不需要粘合剂、溶剂、插入物或紧固件，有助于降低每次焊接的成本。它还允许在两个要焊接的部件之间放置额外的部件，只要这些部件不干扰焊接过程。

Care Laflamme全球汽车营销经理Dukane Corp.表示，振动焊接允许机器操作员在几分钟内改变夹具，改善资本资产管理。焊接部件永久连接，如果重新打开，将损坏。焊接持久性可防止关节区域的应力松弛，蠕变或冷流。

设备成本是振动焊接的主要缺点，在16万美元的球场中具有标准或改造的机器成本。另一个负面是过程可以产生微粒并产生不是美学上令人愉悦的焊缝。

由于它们在非常高的频率下运行，因此振动焊机产生超过90分贝的噪音。但是，供应商常常完全封闭焊工，以将噪音限制在80以下分贝下方。

然而，这个外壳的缺点是，零件不能很容易地定位和拆卸与传送带或分度表。这可能会限制将振动焊机集成到自动化装配系统中的能力。