Hogyan keletkezik az ultrahangos hegesztőgép hője?

Hogyan keletkezik az ultrahangos hegesztőgép hője?

Az ultrahangos hegesztési technológia a gazdaságosság, a megbízhatóság és az egyszerű automatizálási integráció előnyeivel rendelkezik, és a műanyaghegesztés általános technológiája.

A hagyományos hőforrásoktól eltérően, amelyek a műanyaggal közvetlenül érintkezve termelnek hőt, az ultrahangos rézcsatlakozások permetezéssel termelnek hőt.

1. Amplitúdó, frekvencia és hullámhossz

Az ultrahangos hegesztés során a longitudinális hullámok nagy frekvencián terjednek, ami alacsony amplitúdójú mechanikai rezgéseket eredményez. A hegesztőgép elektromos energiája mechanikai energiává alakul át oda-vissza mozgáshoz. Ahhoz, hogy megértsük az amplitúdó, a frekvencia és a hullámhossz közötti kapcsolatot, valamint azt, hogy ezek hogyan kapcsolódnak a hőtermeléshez, meg kell határoznunk az ultrahangos hegesztőgép fő alkatrészeit.

Az ultrahangos hegesztőgép fő alkotóelemei egy áramforrás, egy átalakító, egy amplitúdómodulátor (néha amplitúdó-átalakítónak is nevezik) és egy hegesztőfej. A generátor a 120V/240V feszültségű 50-60Hz-es tápegységet 1300V feszültségű 20-40khz-es tápegységgel alakítja át. Ezt az energiát betáplálják az érzékelőbe, amely az elektromos energiát mechanikai rezgésekké alakítja át egy korong alakú piezoelektromos kerámia segítségével, amely alakváltozást hoz létre, amikor nagyfrekvenciás áram halad át rajta.

A jelátalakító továbbítja a rezgést az amplitúdómodulátornak. Az amplitúdómodulátor felerősíti az ultrahanghullámok amplitúdóját, és továbbra is továbbítja azt a hegesztőfejhez. A forrasztócsúcs tovább erősíti az ultrahanghullámok amplitúdóját, és érintkezik az alkatrészsel.

Az energia a szerelvény két részének hegesztőrudak helyére kerül át. Mivel az elektródát úgy tervezték, hogy olyan pont legyen, ahol az energia koncentrálódik, a súrlódás nyomás alatt hőt termel. Az anyag felső és alsó felülete, valamint az anyagon belüli molekulák közötti súrlódás következtében hő keletkezik. A súrlódásból származó hő megolvasztja a felső és alsó részt, és a hegesztés helyén összekapcsolja azokat.

2. Ismerje a fűtési sebességet

Ugyanazon anyag esetében három tényező határozza meg a hevítési sebességet: frekvencia, amplitúdó és hegesztési nyomás. Meglévő eszközöknél, mint például a 15 khz, 20 khz, 30 khz vagy 40 khz, a frekvencia rögzített. Ezért a hegesztési sebesség általában a hegesztési nyomással változtatható. Általában minél nagyobb a nyomás, annál gyorsabb a fűtési sebesség. Ezenkívül módosíthatja az amplitúdót, akárcsak a nyomást, minél nagyobb az amplitúdó, annál gyorsabb a fűtés.

Természetesen a túlzott nyomás és amplitúdó is hátrányosan befolyásolhatja a hegesztési varrat minőségét, például anyagromlást, szivárgást, repedést és kiömlést. Ezért az ultrahangos hegesztés folyamatparaméter-optimalizálási folyamatot igényel. A hegesztési folyamat paramétereinek meghatározása után a hegesztési folyamat stabil, nagy sebességű és nagy szilárdságú kimenetet érhet el. Ez az oka annak, hogy az ultrahangos hegesztést széles körben használják a tömeggyártásban.

3. Idő, távolság, teljesítmény és energia

A hegesztéshez szükséges hő az anyag típusától, a varrat kialakításától és a berendezés specifikációitól függ. A hagyományos hőszabályozási módszer az idő üzemmód szerinti hegesztés, azaz egy bizonyos ideig, például 0.2-1 s-ig (általában kevesebb, mint 1 s) történő hegesztés. A mai ultrahangos hegesztőberendezések azonban gyakran lehetővé teszik a hegesztési távolság, teljesítmény és energia beállítását és ellenőrzését is. A megfelelően képzett kezelők a paramétereket is beállíthatják a konzisztens hegesztési eredmények érdekében a tényleges körülmények és a különböző anyagok alapján. Ez nagymértékben javítja a hegesztés rugalmasságát és megbízhatóságát is.