振动摩擦焊接原理和焊缝设计(中)-焊缝设计

作者： freze 来源：本站时间："2020年06月29日"

和其它塑料焊接工艺一样，焊缝设计非常重要。常见的振动摩擦的焊缝设计如图1所示，主要有对接接头、带法兰或者带侧挡的沟槽焊缝设计。根据产品焊接要求，选择适合的焊缝设计。

图1 A--对接焊缝 (Butt Joint)

B--带法兰对接焊缝 (Butt with U-flange)

C--带法兰沟槽焊缝 (Tongue and Groove with U-flange)

D--带双舌的沟槽焊缝 (Double Tongue and Groove）

注意几点：

图2 治具支撑位置

Dukane焊缝设计

对接焊缝

Extol焊缝设计

注明: 振幅(峰值到峰值的距离)。对于常用的高频振动摩擦焊接(240Hz)的振幅大小为0.4-1.8mm。对于低频(120Hz)振动摩擦焊接振幅大小为 1.8-4.0mm。

焊接深度与焊接强度

采用振动摩擦焊进行焊接的含玻纤的尼龙部件，其焊缝强度与焊接深度的关系曲线如下图。注意，该曲线可能会因零件壁厚和焊缝设计变化而变化。曲线供参考。

从该曲线可以得到以下几点结论

焊接的最大强度约为母材的75%。
焊接深度1.5毫米时，焊接强度达到最大值。
曲线急剧上升到最大值，然后逐渐下降。
为了获得高强度焊接，零件的焊接深度应设计在1.2mm-2.2mm。
为了获得与母体材料相当的强度，需要增加焊接筋的宽度。一般经验，对于无填充的材料，焊接筋宽度应等于零件壁厚。对于含有填充物的材料，焊接筋宽度≥1.2倍的零件壁厚。这取决于焊缝强度要求。

振动方向与焊线分布

理想情况下，焊接线分布在一个大平面上，不需要考虑振动方向的选择。且这样的焊缝设计容易获得一致的焊接强度。实际中，许多产品的焊接线是三维轮廓，设计时需要考虑以下几点：