두 개의 플라스틱 부품이 특정 압력, 진폭 및 주파수에서 접촉하여 서로 마찰됩니다. 마찰에 의해 열이 발생하여 재료가 용접 경계면에서 녹게 됩니다. 압력을 가하면 용융된 플라스틱이 용접 영역에서 흘러나와 오버플로가 발생합니다. 진동이 멈춘 후 용융된 플라스틱 층이 굳어져 견고한 접합부가 생성됩니다.
진동 마찰 용접 공정은 고체 마찰 단계, 고체-액상 전이 단계, 정상-유동 단계, 냉각 단계의 네 가지 단계로 나눌 수 있습니다.
고체 마찰 단계에서는 두 부품 표면 사이의 마찰에 의해 열이 발생합니다. 재료의 표면층은 녹는점까지 가열됩니다. 열 발생 속도는 재료의 마찰 특성과 용접 매개변수(주파수, 진폭 및 압력)에 따라 달라집니다.
고체-상전이 단계에서는 가열 방식이 표면 마찰 가열에서 용융 상태의 층간 전단 응력 가열로 변경됩니다. 이 시점에서 용융층의 두께는 지속적으로 증가한다. 그러나 용융층의 깊이가 깊어질수록 가열능력은 점차 감소한다.
정상-상태 용융 흐름 단계에서 용융 속도는 외부 흐름 속도(정상 상태)와 동일합니다. 이 단계에 도달하면 용융층의 두께가 일정해집니다. 설정된 용접 깊이에 도달하면 진동이 중단됩니다.
유속은 중앙에서 가장 높고 가장자리에서 가장 낮습니다. 유량은 두께 전체에 걸쳐 포물선형 분포를 나타냅니다.
진동이 멈춘 후 용융물은 냉각되어 응고되기 시작하여 냉각 단계로 들어갑니다. 용접은 정압 하에서 응고되어 부품을 영구적으로 결합합니다.
용접 영역 전체에 걸쳐 균일한 가열과 일관된 용접 성능을 보장하려면 용접 프로세스 전반에 걸쳐 상부 및 하부 부품이 용접 영역에서 완전한 접촉을 유지하는 것이 중요합니다. 향상된 부품 치수 정확도, 구조 최적화 및 고정구 설계를 통해 충분한 접촉을 달성할 수 있습니다.
