[发明专利]一种基于高频振动的聚酯材料摩擦焊接模组及土工格栅

说明书

本发明揭示了一种基于高频振动的聚酯材料摩擦焊接模组及土工格栅，其包括将50‑60赫兹电能转换为15‑40千赫兹高频电能的超声波发生器、将所述超声波发生器转换输出的所述高频电能转换为同频率机械运动的超声波换能器、将所述超声波换能器输出的所述机械运动调幅成一高频低振幅振动源的调幅器、将所述高频低振幅振动源进行摩擦焊接的摩擦焊接头，所述摩擦焊接头的上表面外端区域设置有摩擦焊接工作面，所述摩擦焊接工作面表面阵列设置有若干针板结构，所述摩擦焊接头上设置有轴向分布的纵向狭槽、横向分布的应力分散槽。本发明在PET土工格栅的焊接过程中，既能提高足够的剥离强度，同时也能减小PET材料本身的强度变化。

【技术领域】

本发明属于新材料焊接技术领域，特别是涉及一种基于高频振动的聚酯材料摩擦焊接模组及土工格栅。

【背景技术】

PET材料是一种结晶型聚酯材料，分子排列有序，有明显的熔点和再度凝固点；固态的晶体形聚合物是富有弹性的，能吸收部分高频机械振动，因此使用超声波焊接方式时，超声波振动能量不易于将振动能量传至压合面，因此需要不断提高振幅和振动时间才能获得压合面熔接所需要的温度；但是过高的振幅和振动时间会破坏位于超声波和压合面上方的PET材料，破坏自身分子结构，导致强度下降、断裂拉伸率变大，国内用此方式焊接成型的PET土工格栅，普遍存在剥离力低(100N以下)，远低于国外同类产品(150N-200N以下)的质量要求。

因此，有必要提供一种新的基于高频振动的聚酯材料摩擦焊接模组来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种基于高频振动的聚酯材料摩擦焊接模组，同时解决PET聚酯材料超声波焊接中焊接质量和保持聚酯材料自身强度的问题；在PET土工格栅的焊接过程中，既能提高足够的剥离强度，同时也能减小PET材料本身的强度变化。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种基于高频振动的聚酯材料摩擦焊接模组，其包括将50-60赫兹电能转换为15-40千赫兹高频电能的超声波发生器、将所述超声波发生器转换输出的所述高频电能转换为同频率机械运动的超声波换能器、将所述超声波换能器输出的所述机械运动调幅成一高频低振幅振动源的调幅器、将所述高频低振幅振动源进行摩擦焊接的摩擦焊接头，所述摩擦焊接头的上表面外端区域设置有摩擦焊接工作面，所述摩擦焊接工作面表面阵列设置有若干针板结构，所述摩擦焊接头上设置有轴向分布的纵向狭槽、横向分布的应力分散槽。

进一步的，所述纵向狭槽平行对称设置有两条且贯通所述摩擦焊接头的上下表面。

进一步的，所述摩擦焊接头的前端还固定设置有一水平支撑柱，所述水平支撑柱为吸震材质制作而成的圆柱体结构。

进一步的，所述应力分散槽设置在所述摩擦焊接工作面旁。

进一步的，所述应力分散槽横向贯通所述摩擦焊接头的左右两侧面。

进一步的，所述应力分散槽设置有两个，分别位于所述摩擦焊接头的上下表面，且上下位置对应分布。

进一步的，所述应力分散槽为内凹式弧形槽。

进一步的，所述调幅器固定设置在一固定夹具上，所述固定夹具在所述调幅器的零振幅位置对所述调幅器进行固定支撑。

进一步的，所述固定夹具包括开设有安装孔的固定立板，所述调幅器的零振幅位置设置有一环形凸板，所述调节器通过一压紧垫块压紧所述环形凸板锁紧在所述固定立板上，且所述环形凸板与所述固定立板之间还设置有一套设于所述调幅器外周的绝缘硅胶垫。

进一步的，所述摩擦焊接头为钢制立体块状结构。

本发明的另一目的在于提供一种利用基于高频振动的聚酯材料摩擦焊接模组焊接而成的土工格栅。