旋转焊接是一种利用两个工件接触面产生摩擦力的连接技术。因通过旋转产生摩擦,该技术又称旋转摩擦焊,它能高效、可靠地实现密封连接。焊接时,一个工装保持静止,另一个以自身中心为旋转轴进行旋转,同时用外力将两个工装紧密贴合,使焊接区域温度升高将材料熔化;当熔融量达到时,设备停止旋转并保压,直至熔融材料冷却凝固,焊接完成。
旋转焊接适用于热塑型非金属性材料和金属材料,焊接产品的连接界面需为圆形,以保证旋转不受阻碍。该技术因经济高效,焊接效果强且焊接的密封性好而广受欢迎。
旋转焊接的优势
1、焊接效率高:摩擦时间通常少于10秒,生产周期短;
2、焊接效果可靠:焊接强度与气密性优异,焊接牢固可靠;
3、焊接成本经济:无需添加助剂或其他消耗材料,降低生产成本;
4、操作简便:对操作人员的要求较低,容易实现自动化生产;
5、设备结构简单、维护成本低:设备投入和维修成本低;
焊接旋转的驱动方式
旋转焊接的旋转驱动可以为电动也可以为气动:
1、电机可实现高速、高扭矩输出,适用于从小型到大型各类尺寸工件的焊接;
2、气动旋转速度高,但扭矩小,适用于小型工件焊接;
关键特点:电动比气动更可靠,输出控制更为稳定;气动更易受外部气压或气流影响,容易导致焊接效果不稳定,差异大。此外,通过使用伺服电机或步进电机可实现定位焊接,气动则无法做到。
旋转焊接的关键因素
旋转速度(角速度 vs 线速度)
角速度(转/分)是旋转速度的重要指标,但为了确保足够的摩擦能量,以实现对产品的熔融,旋转量更关键,因此线速度更为关键。在旋转焊接过程中,需根据焊接区域面的直径来调整旋转角速度,以实现对熔融的控制:相同线速度下,直径越大,所需角速度越低。例如,小型工件焊接需高角速度保证足够线速度,大工件采用的角速度更低以避免熔融过量。
旋转扭矩
确保克服摩擦阻力实现有效旋转的关键技术参数,需根据以下因素调整:
1、焊接区域直径:直径越大,转动惯性越大,所需扭矩越高;
2、旋转夹具重量:夹具越重,阻力越大,所需扭矩越高。
压力
保证有效摩擦、材料熔化与粘合的关键,压力需根据以下因素确定:
1、工件尺寸与重量:尺寸越大、重量越重,所需压力越大;
2、材料特性:软质材料通常需较小压力,硬质材料需较大压力;
3、工件变形情况:根据工件的变形的硬度采取适当的压力,来矫正变形;
4、所需焊接强度:更强的连接通常需更大压力防止打滑。
注:在某些情况下压力过大会导致工件变形或损坏,过小则可能造成焊接强度不足。
定位旋转焊接
定位旋转焊接是采用步进电机或伺服电机,在熔融材料达到目标体积时,使主轴按预设角度精准停止旋转的技术。该技术可确保两工件准确定位,实现高精度产品组装。
注:为保证焊接的可靠性,臻博提供采用伺服系统控制的定位旋转焊接机。
焊接力与深度控制
可根据需求通过气缸、步进电机、伺服电机或液压系统控制焊接力与深度:
1、气动系统:由压缩空气驱动,成本经济但精度有限;
2、步进电机:通过脉冲信号控制焊接力,适用于一般精度需求;
3、伺服电机:通过脉冲信号控制,结合编码器实时反馈调整,焊接力与深度控制精度高;
4、液压系统:液压油属于消耗品,其维修维护成本相对较高;
性能指标 | 气动系统 | 步进电机 | 伺服电机 | 液压系统 |
成本 | 低 | 中-高 | 中-高 | 高 |
输出力 | 低 | 中-高 | 中-高 | 高 |
深度控制 | 无 | 中-高 | 高 | 高 |
消耗 | 压缩空气 | 电力 | 电力 | 电力+液压油 |
稳定性 | 低 | 中等 | 高 | 高 |
维护成本 | 低 | 中等 | 中等 | 高 |
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