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中频点焊机之加热元件

 
     
发布时间:2019-10-14 来源:沈阳威克创新焊接设备有限企业
 

    中频点焊机也属于电阻焊的范畴内,属于电磁加热焊的一类,其焊接原理是在两待焊接表面间放置一个加热元件,用电以加热焊接界面。

加热元件:

    在聚合物复合材料的电阻焊接中,加热元件起着至关重要的作用,通电后产生焊接所需的热量。

    焊接接头固结后残留在接头中,影响最终接头的焊接质量,目前研究最多的加热元件有碳纤维加热元件和不锈钢金属网,使用单向碳纤维加热元件和编制碳纤维加热元件来焊接CF/PEI和GP/PEI复合材料结构件,结果表明,编制碳纤维加热元件的温度分布比单向碳纤维加热元件的温度分布均匀,电阻较大,同时在承受垂直于纤维方向的载荷时不易撕裂,因此,在同样的焊接条件下,编织碳纤维加热元件可以得到更好的接头强度,在研究了金属网加热元件对接头质量的影响,结果表明,金属丝直径和网孔宽度是影响接头性能的两个关键因素,在对CF/PEEK、CF/PEI、GF/PEI样本的焊接实验中,0.04mm的金属丝直径和0.09mm的网孔宽度可以使单搭接剪切强度达到52MPa。

焊接压力:

    电阻焊接过程中的压力控制对最终的接头质量有重要的影响,在焊接时施加一定的压力可以促进焊接表面间的紧密接触,消除界面的空隙,有利用界面分子相互扩散,从而提高接头质量,有两种方法可以施加焊接压力:

1、不变压力法。

2、不变位移法。

    不变位移法相对简单、容易实行、可以控制最终的接头厚度,但很难控制焊接过程中的真实压力,而不变压力法可以控制整个焊接过程的压力,但最终得到的接头厚度难以保证,根据焊接过程中的载荷-时间变化曲线,可以看出半晶态热塑性聚合物基复合材料的焊接过程可以分为六个阶段:

1、热膨胀,界面压紧。

2、焊接件受热、体积膨胀。

3、聚合物基体熔化,受挤压流动。

4、熔融聚合物基体继续流动。

5、熔融聚合物横向流动停止,开始凝固。

6、焊接系统的冷却收缩。

    在对CF/PEI研究了焊接压力对焊接接头强度的影响,结果表明,要最终形成可接受的单搭接剪切强度,在特定的功率和焊接时间下,压力范围应在0.2-1.6mp,最佳的压力约为0.5MP。

焊接功率:

    加热元件产生的热量与功率及焊接时间有关,较低的焊接功率和过长的焊接时间会加剧热量的损失,导致焊接表面温度过低,而高的焊接功率和长的焊接时间容易使焊接件两端过热,通过对单搭接剪切试样的拉伸强度实验和有限元方法来确定合适的焊接功率和焊接时间,单搭接剪切样本的失效形式有层间失效、界面失效和焊接件失效三种,如热元件产生的热量不足容易导致界面失效形式出现,拉伸强度最低,接头质量最差。

 

 

 

                            --沈阳威克创新焊接设备有限企业

 
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