一种塑料龙头水道振动摩擦焊接工艺的制作方法

本发明涉及一种塑料龙头水道振动摩擦焊接工艺，主要运用于淋浴龙头、厨房龙头、面盆龙头等塑料龙头水道的生产工艺中。

背景技术：

随着人民生活水平日益提高，对生活环境质量要求也越来越高，在家庭厨房、卫生间所用龙头过水水道大多采用铜材质，铜材质中含有一定比例铅、砷等对人体有害的化学成分，造成消费者身体隐患疾病，目前很多卫浴公司都对铜材质的过水龙头水道及其他配件进行技术创新，采用满足美国NSF认证的塑料材料取代铜材质，目前运用较多的塑料如POM、PPO、PPS、PA、PPA等工程塑料。过水龙头水道材质由铜材质更改为满足NSF的塑料材质，材料成本和零件加工成本大幅度降低，减少铜材质过水水道所含重金属对人体的伤害，从而提升产品的市场竞争力。

在常规注塑无法生产塑料龙头水道时，现有技术主要采用热板焊工艺、旋转焊工艺、激光焊工艺、超声波焊工艺等连接工艺方法，这些方法运用于工程塑料时主要存在以下问题：

热板焊：

①焊接变形大，焊后溢料多，容易堵孔影响流量，且溢料容易掉落进入饮用水中，影响健康；

②受预热变形影响，焊接尺寸及密封性无法保障。

旋转焊：

①焊接强度不稳定；

②焊接长度不易控制。

激光焊：

①材料需要两种，一种透光，一种吸光；

②焊接强度不稳定。

超声波焊：

①焊接强度无法达到要求。

为此，需要设计一种焊接强度稳定，易于控制，保证连接密封性的塑料龙头水道的焊接方法。

技术实现要素：

本发明对上述问题进行改进，即本发明要解决的技术问题是设计一种保证连接密封性的塑料龙头水道的焊接方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种塑料龙头水道振动摩擦焊接工艺，采用塑料龙头水道为焊接组合件，包括上段和下段，上段为盖板部分，下段为水道部分，上下两段通过平面轮廓面焊接，两段均采用工程塑料注塑成型，焊接时首先在振动摩擦焊接机上将上段与下段固定在夹具上进行焊接。

优选的，所述的焊接参数条件如下：振动频率为220～260Hz、振幅0.4～1.8mm、焊接压力200～1000Kg.f、焊接时间为20sec、焊缝熔深1.3～1.8mm范围内。

进一步地，所述的振动摩擦焊为纯机械焊接，焊接过程中利用两工件之间经过强烈的线性接触振动摩擦产生的热量，使焊缝材料被熔化，焊后再通过一段时间的保压处理，通过焊缝两侧相互间的材料渗透扩散，使两侧工件连接到一起，可有效避免传统熔焊方法因使用添加剂出现的焊缝污染、气孔、裂纹等缺陷。采用振动摩擦焊，在实现材料熔化连接基础上，又能通过振动摩擦焊后保压处理，通过增强焊缝处的组织致密性，实现焊接强度提升。

进一步地，所述上段与下段焊接时，针对焊接端面规格在焊缝左右外侧各设置了一个溢料收集器，设计溢料收集器以控制溢料走向，窄、宽边焊缝宽度比设计2/3，通过优化零件焊缝的相关几何参数，保证焊接过程中焊缝各部位处的均匀散热，并对焊接产生溢料起到导流作用。

另外，为避免焊接过程中出现夹具与上段产生非正常的摩擦，在上段盖板部分外沿处设计定位筋，来增加焊件之间的有效摩擦。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该方法解决了目前塑料龙头水道，尤其是工程塑料联接式采用热板焊工艺、旋转焊工艺、激光焊工艺、超声波焊工艺等方法易出现焊接强度差，变形量大，溢料多，密封性无法保障等问题，从而降低了生产成本，提高了生产质量，本发明通过从焊接工艺、焊接结构、焊接参数等方面进行限定，可实现较大的熔深、提升连接强度水平及其在整个焊缝上的分布均匀性、装配精度等，并降低构件焊接变形，满足产品设计、制造需求。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明水道焊接后结构剖面示意图；

图2为本发明焊接结构示意图；

图中：上段-1；下段-2；窄边焊缝-3；宽边焊缝-4；溢料收集器-5；定位筋-6。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

下面将结合实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化及修饰，皆应属本发明涵盖的范围。

请参阅图1-2，本发明提供如下技术方案：一种塑料龙头水道振动摩擦焊接工艺，采用塑料龙头水道为焊接组合件，包括上段1和下段2，上段为盖板部分，下段为水道部分，两段均采用工程塑料注塑成型。

焊接时，在振动摩擦焊接机上将上段1与下段2固定在夹具上进行焊接，其中上段1为振动端，下段2为固定端，完成振动摩擦焊接过程。

采用工程塑料相匹配的焊接工艺参数条件：振动频率为220～260Hz、振幅0.4～1.8mm、焊接压力200～1000Kg.f、焊接时间为20sec、为满足焊缝强度要求(强度系数≥0.75)，并降低构件变形，控制焊缝熔深在1.3～1.8mm范围内。

如图1所示，上段1与下段2焊接时，针对焊接端面规格，在焊缝左右外侧各设置了一个溢料收集器5，设计带溢料收集器5一端为窄边焊缝3结构，另一端为宽边焊缝4结构，窄边焊缝3与宽边焊缝4间的宽度比为2/3。确保溢料聚集于收集器内部而不会溢出到收集器外部。最好是，每个溢料收集器5的收集量不得小于焊接时的正常溢出量，溢料收集器5与宽边焊缝4外侧壁之间的间隙为0.5mm±0.1mm。

如图1所示，为避免焊接过程中出现夹具与上段产生非正常的摩擦，在上段盖板部分外沿处设计定位筋6，来增加焊件之间的有效摩擦。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。