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振动摩擦焊接过程的阶段性变化

振动摩擦焊接过程的阶段性变化


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线性振动焊接是利用摩擦的方法来焊接的。在焊接热塑性塑料时有很多优势,比如说焊接周期短,相对简单的设备,不需要向焊接区域添加额外的材料, 焊前不需要进行表面处理, 同种材料异种材料都可以焊接。焊接过程是在压力作用下将两部分夹紧.并以一定幅度和频率振动, 在焊接区域产生摩擦热。


该过程可以被分为四个不同的阶段: 

一、固体摩擦加熱

二、非稳态熔体摩擦

三、稳态熔化摩擦

四、凝固阶段


焊接过程中熔化深度随时间的变化:

第一阶段在接口处的初始加热 (至熔化温度) 是由库仑摩擦力实现的,在此阶段焊接元件之间没有滲透。

第二阶段启动时的界面材料开始熔化并在横向方向上向外流动,在此阶段开始时,熔融体的厚度层最初是非常小的,剪切速率是很高的,并且材料外流也非常小。随着该过程的进行,熔融材料的厚度增加,由于剪切速率的减小,材料外流增多。

当固体的熔化速率等于熔融材料向外流动的速率的时候,到达第三阶段。在这个阶段,熔化深度随时间变化线性增加,熔化速度较为稳定。

在第四阶段停止振动,在恒定的压力下,融熔材料仍然会从焊接区域流出来,直到它冷却下来为止,在焊接界面的材料完全凝固时焊接结束,形成焊缝。



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