Koje su glavne komponente ultrazvučnog aparata za zavarivanje? Kako ultrazvučni zavarivač stvara toplinu?
Glavne komponente ultrazvučnog stroja za zavarivanje su generator napajanja, kliješta, modulator amplitude (ponekad nazvan amplitude štap) i glava za zavarivanje. Generator napajanja pretvara napajanje s naponom od 50-60 Hz i naponom od 120V /240 V u napajanje koje radi na 20-40 Khz i napon od 1300 V. Ta se energija daje umecer, koji koristi piezoelektričnu keramiku u obliku diska za pretvaranje električne energije u mehaničke vibracije, odnosno kada visokofrekventna struja prolazi kroz piezoelektričnu keramiku, piezoelektrična keramika stvara pomak naprezanja.
Pretvarač prenosi vibraciju modulatoru amplitude. Amplitudni modulator pojačava amplitudu ultrazvučnog vala i nastavlja ga prenositi u glavu zavarivanja. Glava zavarivanja nastavlja pojačavati amplitude ultrazvučnog vala i dolazi u kontakt s komponentom.
Energija se prenosi na položaj šipke za zavarivanje sastavljena dva dijela. Budući da su rebra za zavarivanje dizajnirana oštrim točkama, energija je koncentrirana na oštrim točkama, a trenje i toplina stvaraju se pod pritiskom. Toplina nastaje dvije vrste trenja, jedna je površinsko trenje između gornjeg i donjeg dijela materijala, a druga je unutarnje molekularno trenje materijala. Zbog topline nastale trenjem gornji i donji dio se tope i spajaju u položaju zavarivanja.
Za isti materijal postoje tri faktora koji određuju brzinu grijanja: frekvencija, amplitude i tlak zavarivanja. Za postojeću opremu, kao što su 15 Khz, 20 kHz, 30 Khz ili 40 Khz, frekvencija je fiksna. Stoga se brzina grijanja obično može promijeniti tlakom zavarivanja. Općenito, što je tlak veći, to je veća stopa grijanja. Osim toga, također možete promijeniti amplitude, kao što je tlak, što je veća amplitude, to je brzina grijanja brža.
Naravno, pretjerani pritisak i amplitude također će negativno utjecati na kvalitetu zavarivanja, kao što su degradacija materijala, curenje, pukotine i prelijevanje. Stoga ultrazvučni zavarivanje zahtijeva proces optimizacije procesa parametara. Nakon određivanja tih parametara, proces zavarivanja može postići stabilnu snagu, a brzina je velika, a čvrstoća zavarivanja jaka. To je razlog zašto se ultrazvučni zavarivanje naširoko koristi u masovnoj proizvodnji.
Količina topline potrebne za zavarivanje ovisi o vrsti materijala, dizajnu zavarivanja i specifikacijama opreme. Tradicionalna metoda kontrole topline je kroz vrijeme, odnosno zavarivanje na određeno vrijeme, kao što su 0,2 ~ 1s (općenito manje od 1s). Međutim, današnja ultrazvučna oprema za zavarivanje također može postaviti i pratiti udaljenost zavarivanja, snagu i energiju. U pravilno obučenih operatera parametri se također mogu prilagoditi prema stvarnoj situaciji i različitim materijalima, kako bi se dobio dosljedan učinak zavarivanja. To također uvelike poboljšava fleksibilnost i pouzdanost zavarivanja.
