Metodele tipice de îmbinare a pieselor din plastic includ îmbinări cu șuruburi, dispozitive de fixare prin închidere, fitinguri prin presare, lipire cu adeziv și sudare. Sudarea este o metodă eficientă de îmbinare permanentă a pieselor din plastic. Există diferite procese de sudare a plasticului, inclusiv sudarea cu ultrasunete, sudarea prin frecare cu vibrații, sudarea cu laser, sudarea cu plăci fierbinți și sudarea în infraroșu.
Sudarea prin frecare prin vibrații este utilizată de obicei pentru sudarea pieselor mari. Pentru piesele mai mici, poate fi folosit pentru a suda mai multe piese (2-4 piese) deodată, realizând un proces mai economic și mai rapid. Cei mai importanți parametri ai procesului pentru sudarea prin frecare prin vibrație sunt frecvența, amplitudinea, presiunea, timpul și adâncimea sudurii. Optimizarea acestor parametri poate obține o rezistență foarte mare a sudurii. Cu toate acestea, setarea parametrilor de sudare depinde de tipul materialului, geometrie și cerințele de curățenie.
Parametrii procesului mașinii de sudură prin frecare cu vibrații
1. Frecvența
Mașinile de sudură prin frecare cu vibrații au două frecvențe de funcționare: un mod de vibrație de-frecvență înaltă (200-240 Hz) și un mod de vibrație de frecvență joasă (80-120 Hz). Alegerea frecvenței depinde de greutatea și înălțimea matriței superioare. Frecvența nu are un impact semnificativ asupra calității sudurii.
2. Amplitudine
Pentru modurile de operare de-frecvență înaltă (de exemplu, 240 Hz), amplitudinea de ieșire (vârf-la-vârf) este de 0,5-1,8 mm. Pentru modurile de operare cu frecvență joasă-(de exemplu, 100 Hz), amplitudinea de ieșire este de 2-4 mm (a se vedea figura 1). În general, vibrațiile de înaltă frecvență sunt utilizate atunci când distanța dintre părți este limitată la mai puțin de 1,5 mm. O amplitudine mai mare duce la un timp de sudare mai scurt, dar curățenia se va deteriora.
3. Presiunea de sudare
Intervalul de reglare este larg, de la 0,5 la 20 MPa. Intervalul utilizat în mod obișnuit este 0,5-2,0 MPa. Presiunea mai mare poate reduce timpul de sudare. Este de remarcat faptul că presiunea excesivă de sudură poate cauza o cantitate mare de topitură să curgă din zona de sudură, lipindu-se cu plasticul rece de sub stratul de topire pentru a forma o sudură rece, reducând semnificativ rezistența sudurii.
În general, rezistența sudurii nu este foarte sensibilă la frecvența și amplitudinea vibrațiilor. Pentru materialele care conțin fibre de sticlă, fluxul de topire trebuie limitat sau minimizat pe cât posibil. Curgerea laterală a topiturii poate schimba orientarea fibrelor de sticlă, reducând rezistența sudurii. Materialele cu-vâscozitate ridicată pot rezista la presiuni de sudare mai mari. Cu toate acestea, o presiune mai mare crește cantitatea de praf în prima etapă (etapa de frecare-solidă).
4. Timp de sudare
Sudarea prin frecare prin vibrații are două metode de control: controlul timpului și controlul adâncimii. Controlul adâncimii de sudare este, în general, mai frecvent utilizat.
5. Adâncimea sudurii
Cel mai important factor care determină rezistența sudurii este adâncimea sudurii. Când adâncimea sudurii depășește un prag critic, atingând adâncimea minimă a celei de-a treia etape (etapa de curgere în stare constantă-), rezistența sudurii atinge rezistența materialului de bază. Când adâncimea sudurii este mai mică decât acest prag critic, rezistența sudurii scade. Când adâncimea sudurii este mai mare decât acest prag critic, sudarea între același tip de plastic nu crește rezistența sudurii. Cu toate acestea, sudarea între diferite materiale plastice poate crește rezistența sudurii.
Atâta timp cât acest prag critic este atins, rezistența sudurii este insensibilă la frecvența și amplitudinea sudurii. Când la un prag constant (peste pragul critic), presiunea crescută reduce rezistența sudurii.
Sugestiile de mai sus pot servi drept punct de plecare pentru setările parametrilor. Setările precise ale parametrilor sunt, de asemenea, legate de tipul materialului, geometrie, cerințele de rezistență, cerințele de etanșare și cerințele de curățenie.
Iată setările tipice ale parametrilor:
Presiune de sudare: 1,4 MPa (200 psi)
Frecventa: 240 Hz
Amplitudine: 1,8 mm
Adâncime de sudură: 1,5 mm
Timp: 3,5 s
Timp de mentinere: de 0,5 ori timpul de sudare
