Nastavenie parametrov ultrazvukového zvárania
Nastavenie parametrov procesu ultrazvukového zvárania zahŕňa ultrazvukový zvárací výkon, ultrazvukovú frekvenciu, ultrazvukovú amplitúdu, ultrazvukový zvárací tlak, ultrazvukový čas zvárania atď.
l. Frekvencia ultrazvuku
Pracovná frekvencia ultrazvukové zváranie je zvyčajne 15-40kHz, a materiály so zlou odozvou na nízku frekvenciu, ako je PvC, PE, atď, môžu byť zvárané s vysokou frekvenciou, čo môže znížiť poškodenie materiálu. Vysokofrekvenčný prenos ultrazvukovej energie je koncentrovaný a vysokofrekvenčné ultrazvukové zváranie môže byť použité pre niektoré jemné časti. Počas ultrazvukové zváranie, detuning jav ultrazvukové zariadenia bude spôsobená v dôsledku zmeny zaťaženia, čo robí zváraciu pevnosť silnejší. Všeobecne platí, že po určení pracovnej frekvencie zváracieho stroja je potrebné udržiavať akustický systém v rezonancii.
Nasledujúca rovnica môže popísať silu ultrazvuku:
P=μSnv=-2Aω/π=4usaf
Vo vzorci, P ultrazvukový výkon; F statický tlak; S plocha spájkovača spoja; relatívna rýchlosť; Amplitúda; μ trecí faktor; w je uhlová frekvencia; f je frekvencia vibrácií.
2. Ultrazvuková amplitúda
Zváranie pri väčšej prevádzkovej frekvencii a amplitúde môže skrátiť čas zvárania a zlepšiť efektivitu práce. Pre rôzne materiály existuje optimálna amplitúda zvárania, ako je uvedené v tabuľke 1. Ultrazvukové zváranie má malú amplitúdu 20μm. Zvyčajne sa odporúča použiť amplitúdu 40 μm. Vzhľadom k tomu, príliš veľká amplitúda často spôsobí únavu a poškodenie ultrazvukové napájanie, ultrazvukové amplitúdy požiadavky sú v súlade s ultrazvukový zdroj napájania.
1212.png
3. Doba ultrazvukového zvárania
Doba zvárania sa vzťahuje na čas, kedy sa ultrazvuková energia emituje počas procesu zvárania. Doba zvárania je príliš krátka a energia nestačí na to, aby spôsobila spoľahlivý zvárací spoj. Vzhľadom k tomu, zváranie čas zvyšuje, môže zváranie absorbovať viac energie, teplota zváracieho povrchu sa zvýši, zváracia plocha sa zvýši, a zváranie penetrácia sa zvýši, takže zváracia sila sa zvýši [22-24]. Príliš dlhá doba zvárania však povedie k nadmernému topeniu zváracieho materiálu a spôsobí viac blesku. Tok týchto taví v oblasti zvárania je smerové, takže príliš veľa topenia spôsobí zníženie pevnosti. Okrem toho príliš dlhá doba zvárania spôsobí, že teplota zvaru bude príliš vysoká, čo spôsobí, že zváranie horieť a degradovať, čo spôsobuje zvar značky na povrchu zvaru, čo vedie k cez-zváranie a zníženie pevnosti. Príliš dlhá doba zvárania a príliš veľa energie spôsobí, že teplota roztavenej vrstvy je príliš vysoká, zmena farby, rozklad a zvárané plasty; a zváracie hrany namáhanie je koncentrovaný, a odsadenie sa objaví na zvárací povrch. Preto, aby sa získala vyššia zváracia sila, je potrebné zvoliť vhodný ultrazvukový čas zvárania, príliš krátky a príliš dlhý spôsobí zníženie zváračej sily.
4. Ultrazvukový zvárací tlak
Ultrazvukový zvárací tlak sa vzťahuje na statický tlak aplikovaný zváračou hlavou na zváranie počas zvárania a aplikácia statického tlaku prenáša ultrazvukovú energiu do zvaru. Pri ultrazvukovom zváraní, keď je stanovená doba zvárania, tlak súvisí so zváracím povrchom a tvorí vhodný kontakt, čo je veľmi kritický faktor pre pevnosť. V určitom rozsahu tlaku, ako sa zvyšuje tlak, sa zvýši zváracia sila. Keď je zvárací tlak nízky, kontakt zvaru nie je dobrý, trecia energia nemôže byť účinne vyrobená a miera využitia energie ultrazvukových je nízka. Nižší tlak bude mať za následok menej roztaveného materiálu v zváranej časti, čo znemožňuje vytvoriť účinný zvar. Avšak, keď zvárací tlak je príliš vysoká, bude to spôsobiť taveniny prúdiť príliš rýchlo, a taveniny vytečie zo zváracej sily, čo znižuje tuhnúce taveniny potrebné pre tvorbu zváracej hlavy a znižuje zváraciu silu. Nadmerná sila spôsobí nadmerné trenie, ktoré oslabí relatívny trecí pohyb medzi zvarmi, spôsobí nadmerné zaťaženie zváracieho stroja a sťažiť zváranie. Zvárací tlak má veľký vplyv na zváraciu silu počas ultrazvukového zvárania nylonu 66. O niečo nižší zvárací tlak môže zváranie produkovať silnejšie teplo-postihnutej zóny, ktorá bude viac molekulárnych reťazcov, krištáľových zŕn a vlákien pohybovať kolmo na zváracie rozhranie, a zlepšiť zváraciu silu. Tieto zvárané spoje sú pod zváracím tlakom 0,66MPa. Zváracia sila môže dosiahnuť 70% nylonu 66. Zvárací tlak musí byť v súlade s časom zvárania, aby sa získal lepší stupeň zvárania. Matsuoka [27] zistil, že pre termoplasty vystužené sklenenými vláknami, keď je zváracia amplitúda udržiavaná konštantná, zvýšenie zváracieho tlaku môže skrátiť čas zvárania.
5. Dĺžka kola a pevná poloha
Dĺžka kola a upínacia poloha počas ultrazvukového zvárania tiež ovplyvní zváraciu pevnosť. So zvýšením dĺžky kola v jednom kole test, bude zváracia sila znížená. Keď sa dĺžka kola zvýši, spôsobí to koncentráciu stresu zváračej časti a zníži pevnosť. Preto, aby sa získala najlepšia zváracia sila, je potrebné navrhnúť kratšiu dĺžku kola a vybrať vhodnú dĺžku podľa typu spoja. Všeobecne platí, že dĺžka kola je často stanovená. Aby sa splnili požiadavky na pevnosť, brušný spoj je krátky, zváracia plocha je malá a pevnosť nestačí; brušný kĺb je dlhšia, a to spôsobí plytvanie materiálmi. Navrhnite dĺžku kola. Zmeňte parametre zvárania, aby ste získali najlepšiu zváraciu pevnosť. Qiu et al. zistil, že na nákove, kde je zváranie upevnené, vzdialenosť medzi upínací bod a zváracia časť bude mať vplyv na zváraciu pevnosť. Kratšia vzdialenosť prispieva k zlepšeniu tepla vytvoreného trením, čo môže zlepšiť pevnosť zvárania. Pri skutočnej výrobe majú zváracie časti rôzne tvary a pevná upínacia poloha nie je vhodná. Všeobecne platí, že zváracie diely musia byť stabilné v procese zvárania.
6. Ultrazvukové zváranie hĺbka
Počas procesu zvárania, ako materiál v zváracej polohe taví, bude pozícia zváracej hlavy naďalej klesať, a roztavený materiál bude rozptýliť a stuhnúť na konci zvárania. Hrúbka konečného stuhol materiál sa nazýva hĺbka penetrácie. Za normálnych okolností je možné kontrolovať proces zvárania. Posunutie zváranej hlavy smerom nadol ovláda hĺbku penetrácie. Pevnosť zvárania má skvelý vzťah s mikroštruktúrou zváranej časti, ktorá úzko súvisí s hrúbkou roztavenej vrstvy a teplotou zváranej časti počas zvárania. Zvýšenie zváracieho tlaku alebo času zvárania zvýši tavenie a prietok materiálu počas procesu zvárania, čím sa zvýši hĺbka penetrácie [29]. Správna penetrácia môže zvýšiť zváraciu pevnosť, ale keď je penetrácia príliš veľká, často sa vyžaduje viac času zvárania, čo spôsobí prezáváranie materiálu a zníži pevnosť. Bez ohľadu na to, ako zmeníte zvárací tlak a čas, musíte preukázať vhodnú hĺbku penetrácie, aby sa zabezpečilo, že zváranie dosiahne vyššiu pevnosť.
7. Vplyv ultrazvukových vodivých tyčí
Energia vodiace rebrá sú navrhnuté na zvárané časti, ktoré môžu sústrediť zváraciu energiu, znížiť čas zvárania, znížiť koncentráciu stresu zváračské časti, a zlepšiť zváraciu silu. Bežné energetické vodiace rebrá sú vo forme trojuholníka, obdĺžnika a polkruhu. V ultrazvukové zváranie, zadok kĺby a brušné spoje sú často používané pre zváranie, a konštrukcia energie vodiace tyče je tiež odlišná. Vzhľadom k tomu, energie sprievodca šľachy majú tendenciu sústrediť tlak pri zváraní a sú vystavené viac vibračného stresu, počas procesu zvárania, energia je koncentrovaná a sústredená na energiu vodiace tyče. Pod tlakom sa energetické vodiace tyče najprv zahrejú a roztavia a presunú na obe strany. Rozšírenie prietoku [3o]. Liu et al. predpovedal, že zváracie diely s polkruhovými energetickými vodiacimi rebrami môžu mať najvyššiu zváraciu pevnosť pri zváraní s vhodnými zváracími parametrami [31]. Devine[32] navrhol, že trojuholníkové rebrá vodivé energiou s uhlom 90° vrcholu sú vhodné pre väčšinu amorfných plastov, zatiaľ čo trojuholníkové rebrá vodivé energiou s uhlom 60° vrcholu sú vhodné pre polokoštalické plasty a pre polokoštalické plasty, vodivé Materiál, ktorý môže byť roztavený rebrom, môže stuhnúť, keď tečie okolo, čo môže spôsobiť neúplné zváranie materiálu , takže energetický sprievodca nie je nutné pre brušné zváranie. Okrem toho, pridanie energie vodiace rebrá zvyšuje obtiažnosť zvárania a zvyšuje náklady.
Ultrazvukový proces zvárania metóda nastavenia parametrov musí striktne dodržiavať vyššie uvedenú teóriu a nemôže byť upravená podľa ľs. Iba vtedy, keď pochopíte princíp a používať ultrazvukové zváracie zariadenia sa môžete stať pohodlné.
