Вимоги до пластикових заготовок для роторних фрикційних зварювальних машин Aochuang Machinery

Принцип ротаційного зварювання

Ротаційне зварювання відбувається шляхом обертання двох пластикових компонентів один проти одного на високій швидкості. Тертя між контактними поверхнями генерує тепло, що спричиняє плавлення пластику. Після припинення обертання тиск підтримується, поки з'єднання охолоджується і твердне, утворюючи міцне зварне з'єднання.

Ротаційне зварювання підходить тільки длятермопласти. Термореактивні пластмаси не можна зварювати ротаційним способом.

1. Вимоги до матеріалів - Ключовий фактор

✅ Пластмаси, придатні для ротаційного зварювання

1. Кристалічна пластмаса - найкращі результати

• ПП (поліпропілен)
• ПЕ (поліетилен)- найпоширеніші матеріали зі зрілими процесами ротаційного зварювання
• POM (поліоксиметилен)
• PA (нейлон)- включаючи PA6 і PA66; швидкість обертання та тиск необхідно відрегулювати відповідно

Кристалічні пластмаси мають відносно вузький діапазон температур плавлення, що забезпечує ефективне нагрівання тертям і забезпечує високу міцність зварювання.

2. Аморфні пластмаси

• ABS
• ПК (полікарбонат)
• ПММА (акрил)
• PS (полістирол)
• SAN (стирол-акрилонітрил)

Ці матеріали також можна зварювати ротаційним способом, але вони мають ширший діапазон температур плавлення і більш схильні до надмірного спалаху та пожовтіння. Тому параметри зварювання вимагають більш точного регулювання.

❌ Матеріали, непридатні для ротаційного зварювання

1. Термореактивні пластмаси

Приклади включаютьфенольна смола, епоксидна смола та BMC.

Ці матеріали не плавляться при нагріванні. Натомість вони схильні до карбонізації, що робить їх абсолютно непридатними для ротаційного зварювання.

2. Сильно наповнені вогнестійкі-матеріали

Матеріали, що містять:

• Більш ніж30% скловолокна
• Велика кількість тальку
• Велика кількість карбонату кальцію

Ці наповнювачі зменшують виділення тепла від тертя і можуть призвести до надзвичайно низької міцності зварювання та розтріскування.

3. Гума та еластомери

TPE/TPUматеріали мають тенденцію ковзати під час тертя і їх важко зварювати. Деякі м’які матеріали TPE можуть вимагати спеціального інструменту та параметрів процесу.

4. Несумісні пластики

Різні пластики, які не є хімічно сумісними, не можуть бути надійно зварені.

Наприклад,ПП і ПКє несумісними матеріалами. Їхні молекулярні структури не зливаються належним чином, тож навіть якщо здається, що вони плавляться разом, з’єднання може легко від’єднатися.

Бажано однакові-комбінації матеріалів. Сумісні комбінації матеріалів, наприклад сплави ABS+PC, також можна зварювати обертальним процесом. Для ротаційного зварювання не можна використовувати несумісні матеріали.

Порада:ПП, що містить до прибл20% скловолокназагалом можна зварювати ротаційним способом. Матеріали з більш ніж30% скловолокнане рекомендуються.

2. Вимоги до конструкції продукту

1. Зварювальна поверхня має бути круглою

Ротаційне зварювання ґрунтується на окружному обертальному терті, тому зона зварювання повинна матикругова або ротаційно-симетрична структура.

Відповідні конструкції включають:

• Кругові зварювальні поверхні
• Кільцеві зварні поверхні
• Кругові боси

Квадратні, неправильні або не{0}}ротаційні зварювальні поверхні не підходять для ротаційного зварювання.

Великі плоскі поверхні не слід використовувати як основний зварювальний інтерфейс.

2. Структура зупинки/позиціонування

Позиціонуючий упор, плече або інша обмежувальна конструкція повинна бути розроблена таким чином, щоб:

• Запобігання зсуву компонентів під час обертання
• Контроль глибини зварювання
• Уникайте надмірного танення
• Запобігання руйнуванню продукту
• Рекомендованийвисота плеча стопи зазвичай становить 0,8–2 мм.

Ця структура також допомагає запобігти видавлюванню розплавленого матеріалу всередину виробу.

3. Зварювальне ребро

Рекомендується проектувати круговузварювальне ребронавколо зони зварювання.

Рекомендовані розміри:

• Висота:0,6–1,2 мм
• Ширина:1–1,5 мм

Зварювальне ребро допомагає:

• Концентруйте тепло тертя
• Керування спалахом
• Підтримуйте стабільну зону зварювання

Уникайте зварювальних поверхонь від-до-плоскої. Великі плоскі зони тертя можуть створювати нерівномірне нагрівання та підвищувати ризик поганого зварювання.

4. Товщина стінки

Рекомендована товщина стінки в зоні зварювання становить2–4 мм.

• Занадто тонкий:Деталь може деформуватися або тріснути під тиском.
• Занадто товстий:Нагрівання тертям стає повільнішим і менш ефективним.

Уникайте тонких стін і великих секцій без підтримки. Ротаційне зварювання створює крутний момент під час процесу зварювання, який може скрутити або розтріскати слабкі конструкції.

5. Резервне місце для Flash

Під час ротаційного зварювання зазвичай утворюється розплавлений матеріал і надлишок спалаху.

Тому структура продукту повинна включати aфлеш канавку або флеш рельєфну область.

Спалах не повинен безпосередньо впливати на критичні ущільнювальні поверхні або видимі косметичні поверхні.

6. Міцність заготовки на кручення

Оскільки обертальне зварювання створює силу кручення, заготовка не повинна містити тонких, крихких або легко скручуваних структур.

Для виробів із низькою в’язкістю швидкість обертання слід відповідно зменшити.

3. Сировина та стан поверхні

1. Сировина - Перевага надається первинному матеріалу

По можливості слід використовувати натуральну смолу.

Перероблені або повторно оброблені матеріали можуть містити домішки та мати нестабільні характеристики плавлення, що призводить до коливань міцності зварювання та збільшує ризик неповного або слабкого зварювання.

2. Стан поверхні - Без засобу для звільнення від форми, силіконової олії чи жиру

Силіконова олія, засоби для звільнення від форми, мастило та інші забруднення можуть утворювати бар’єр між зварювальними поверхнями та безпосередньо знижувати міцність зварювання.

Зварювальні поверхні повинні бутиочищені та знежиреніперед зварюванням, якщо це необхідно.

3. Колір

Колір зазвичай не впливає на зварюваність.

Проте темні-матеріали можуть швидше поглинати тепло. Додавання маткової суміші не повинно істотно змінювати вихідні характеристики плавлення матеріалу.

4. Відповідність процесу - Відповідні параметри машини

Чим вища швидкість обертання, тим більше утворюється тепло від тертя.

Однак:

Надто висока швидкість:Може статися надмірний спалах, перегрів, вигоряння або пожовтіння.

Надто низька швидкість:Недостатнє виділення тепла може призвести до неповного або слабкого зварювання.

Тому швидкість обертання, зварювальний тиск, глибину зварювання та час витримки слід регулювати відповідно до матеріалу та структури продукту.

5. Поширені дефекти зварювання та їх причини

1. Слабкі зварні шви, витік води або повітря

Можливі причини:

• Несумісні матеріали
• Замале зварювальне ребро
• Недостатня швидкість обертання або тиск
• Засіб для звільнення від цвілі або інші забруднення на поверхні зварювання

2. Надмірна спалах

Можливі причини:

• Надто висока швидкість обертання
• Тримайте занадто довго
• Структура зупинки/позиціонування не працює належним чином

3. Розтріскування виробу або пошкодження при крученні

Можливі причини:

• Занадто мала товщина стінок
• Надмірна сила кручення
• Зварювальне пристосування не забезпечує достатньої -підтримки обертання

4. Печіння або пожовтіння

Можливі причини:

• Надто висока швидкість обертання
• Надмірне тепло від тертя
• Зварювальне ребро занадто велике

6. Швидкий контрольний список придатності для ротаційного зварювання

✅ Підходить для ротаційного зварювання

• Термопластичні матеріали
• Кругові або обертально-симетричні зварювальні поверхні
• Однакові або сумісні матеріали
• Вміст скловолокнаМенше або дорівнює 20%
• На зварювальних поверхнях немає силіконової олії або засобу для звільнення від форми
• Правильна структура зупинки/позиціонування
• Правильне кругле зварювальне ребро

❌ Не підходить для ротаційного зварювання

• Термореактивні пластмаси
• Не{0}}круглі або не-обертальні зварювальні поверхні
• Вміст скловолокна>30%
• Несумісні пластикові комбінації
• Поверхні, що містять надмірну кількість силіконової олії або розчинників для форм

Коротко кажучи: перш ніж вибрати ротаційний зварювальний апарат, спочатку перевірте матеріал, геометрію зварювання, сумісність матеріалів, вміст наповнювача та структуру продукту. Правильна конструкція продукту та відповідність процесу є важливими для досягнення міцного, герметичного-ротаційного зварювання.