Aj keď na základe nazhromaždených skúseností v priemysle, mnoho materiálov na všeobecné použitie odporučilo návrhové amplitúdy. Pretože však novo vyvinuté špeciálne materiály rýchlo pribúdajú, je nádej, že bude k dispozícii experimentálna metóda na stanovenie minimálnej amplitúdy požadovanej pre tieto materiály. Tu predstavíme uskutočniteľnú metódu na stanovenie minimálnej požadovanej amplitúdy. Výstupná amplitúda zváracej hlavy závisí od frekvencie zariadenia, výstupnej amplitúdy meniča, transformačného pomeru modulátora amplitúdy (klaksónu) a tvarového riešenia zváracej hlavy. Typická metóda návrhu zváracej hlavy je: za podmienky, že je napätie materiálu nižšie ako medza únavy, čím väčší je transformačný pomer návrhu zváracej hlavy, tým lepšie (to znamená, čím väčšia je výstupná amplitúda, tým lepšie). Ak potrebujete zmenšiť amplitúdu, zmeňte modulátor amplitúdy s menším pomerom alebo upravte napätie tak, aby sa amplitúda zmenšila.
Táto metóda návrhu má však niektoré nevýhody:
Transformačný pomer nie je možné rovnomerne rozdeliť, to znamená, že transformačný pomer zváracej hlavy a modulátora amplitúdy sú veľmi odlišné. Je potrebné poznamenať, že keď bude mať zváracia hlava a amplitúdový modulátor blízky transformačný pomer, výkon ultrazvukového tripletu (zváracia hlava + modulátora amplitúdy +) sa zlepší.
Zmenou napätia na zníženie pomeru transformácie zváracej hlavy sa zároveň zníži výstupný výkon elektrickej skrinky. Napríklad keď je amplitúda nastavená na 50%, elektrický box s pôvodným výstupným výkonom 2 400 W bude mať skutočne 1 200 W. Je ľahké spôsobiť preťaženie.
Použitie veľkých amplitúd spôsobí neprijateľné poškodenie častí. Napríklad praskliny v malom priereze môžu spôsobiť popáleniny a môžu poškodiť membrány, filtračné membrány a elektronické súčiastky.
Z vyššie uvedených dôvodov je veľmi dôležité definovať minimálnu amplitúdu potrebnú pre ultrazvukové zváranie plastov v počiatočnom štádiu.
Výpočet amplitúdy Veľkosť amplitúdy prenášanej do plastovej časti je súčinom výstupnej amplitúdy meniča, pomeru modulátora amplitúdy a pomeru zváracej hlavy.
Výstupnú amplitúdu prevodníka a pomer modulátora amplitúdy poskytuje výrobca ultrazvukového zariadenia a sú často fixné. Ale je možné navrhnúť pomer transformácie zváracej hlavy.
Pomer transformácie zváracej hlavy má približný vzorec na výpočet: pomer premeny zváracej hlavy=hmotnosť nad uzlom zváracej hlavy ÷ hmota pod uzlom zváracej hlavy. Pretože hustota a dĺžka materiálu sú rovnaké, vzorec sa zjednodušuje takto: pomer premeny zváracej hlavy=plocha prierezu nad uzlom zváracej hlavy ÷ plocha prierezu pod uzlom zváracej hlavy × 0,8. Koeficient 0,8 má brať do úvahy vplyv prechodu zaoblenia v uzle.
Touto metódou vypočítajte teoretickú výstupnú amplitúdu zváracej hlavy v nasledujúcom teste ako 13,9 um (špička-špička). Nameraná amplitúda je 15 um (peak to peak). Tí dvaja sú si blízki.
V testovacom procese sa na experiment vyberie amorfný materiál PC a semikryštalický materiál PP, aby sa určila minimálna amplitúda požadovaná týmito dvoma materiálmi.
Na stanovenie skúšky minimálnej amplitúdy je veľmi vhodné servo poháňané zariadenie na zváranie ultrazvukom. Pretože jeho zváracia hlava sa môže vznášať a generovať údaje o meraní tlaku a korelovať s údajmi, ako je napríklad amplitúda ultrazvukových vibrácií. V podstate" Gelt Melt-match; Funkcia zariadenia umožňuje zváracej hlave kontaktovať výrobok s nastaveným tlakom, zastaviť zostup a spustiť ultrazvukové vibrácie. Ultrazvukové vibrácie sa prenášajú do polohy zvaru z plastu. Akonáhle zariadenie zmeria pokles tlaku, povrchový polymér sa začal topiť. Potom sa zváracia hlava začne pohybovať nadol.
Všeobecne sa domnievame, že amorfný materiál PC, keď je teplota vyššia ako teplota skleného prechodu, bude vykazovať postupné mäknutie s rastúcou teplotou. Semikryštalický materiál PP sa náhle skvapalní, keď dosiahne teplotu topenia.
V tomto experimente môžu byť postupne sa meniace vlastnosti PP spôsobené mäkkosťou tohto materiálu. Rýchla zmena počítača môže byť spôsobená amplitúdou, ktorá nie je v správnom rozsahu. Potrebné sú ďalšie experimenty, napríklad zvýšenie rozsahu amplitúdy PC alebo meranie teploty zvarového švu.
Záver Táto práca poskytuje experimentálnu metódu a rámec pre stanovenie minimálnej amplitúdy požadovanej pre plasty. Silná korelácia medzi časom topenia materiálu a amplitúdou a zváracou silou tiež ukazuje, že táto metóda odhadu minimálnej požadovanej amplitúdy je uskutočniteľná.
