2 つのプラスチック部品は、特定の圧力、振幅、周波数の下で接触し、互いにこすれ合います。摩擦によって熱が発生し、溶接界面で材料が溶けます。圧力がかかると、溶融プラスチックが溶接領域から流れ出し、オーバーフローが形成されます。振動が止まると、溶融プラスチック層が固化し、強力な接合が形成されます。
振動摩擦圧接プロセスは、固体摩擦段階、固体液体相転移段階、定常状態流動段階、冷却段階の 4 つの異なる段階に分けることができます。-
固体摩擦段階では、2 つの部品の表面間の摩擦によって熱が発生します。材料の表層は融点まで加熱されます。熱の発生率は、材料の摩擦特性と溶接パラメータ (周波数、振幅、圧力) によって異なります。
固体-相転移段階では、加熱方法が表面摩擦加熱から溶融状態の層間のせん断応力加熱に変わります。この時点で、溶融層の厚さは継続的に増加します。ただし、溶融層が深くなるにつれて加熱能力は徐々に低下します。
定常状態のメルトフロー段階では、溶融速度は外向きの流速（定常状態）と等しくなります。この段階に達すると、溶融層の厚さは一定になります。設定した溶接深さに達すると振動は止まります。
流量は中心で最も高く、端で最も低くなります。流量は厚さ方向に放物線状の分布を示します。
振動が停止すると、溶融物は冷えて固化し始め、冷却段階に入ります。溶接部は静圧下で固まり、部品が永久的に結合します。
溶接領域全体で均一な加熱を確保し、一貫した溶接パフォーマンスを確保するには、溶接プロセス全体を通じて上部と下部の部品が溶接領域で完全な接触を維持することが重要です。部品寸法精度の向上、構造の最適化、治具設計により十分な接触を実現します。
