Osnovni principi i prednosti ultrazvučnog ručnog aparata za točkano zavarivanje
Aparat za ultrazvučno zavarivanje zapravo spada u kategoriju ultrazvučnog zavarivanja. Koristi ultrazvučne valove za stvaranje visokofrekventnih vibracija za zavarivanje dva materijala, metala ili plastike. Za toplo oblikovane dijelove bez montažnih kontura ili dijelove čija geometrija i stvarni uvjeti isključuju mogućnost standardnih postupaka zavarivanja, ultrazvučno točkano zavarivanje relativno je prikladnije za obradu.
Točkovito zavarivanje može se koristiti za ultrazvučno zavarivanje jakim tačkama na mekim plastičnim pločama kao što su ABS, polietilen, polipropilen i PVC. Posebno dizajnirana glava za projekciju koristi se za poboljšanje snage i izgleda zavarivanja. Ultrazvučno točkasto zavarivanje zamjenjuje ljepila, zakovice, spajalice i druge mehaničke pričvršćivače. Ovaj se postupak koristi za sastavljanje karoserija prikolica, cijevi za odmrzavanje automobila, namještaja i ostalih velikih termoplastičnih dijelova. Korištenjem prijenosnih ručnih alata i automatiziranog sustava s više glava mogu se istodobno izvoditi mnogi zavari.
Načelo zavarivanja
Ultrazvuk je mehanička vibracija, slična vibraciji koju proizvode glazbeni instrumenti. Te se vibracije nazivaju ultrazvučni valovi jer je njihova frekvencija veća od ljudskog sluha (veća od 16 kHz). U akustičkoj komponenti te valove tlaka generira generator. To će poslati izmjeničnu struju na istoj frekvenciji kao pretvarač (ili pretvarač). Zatim pretvarač izrađen od piezoelektrične keramike pretvara tu energiju u mehaničke vibracije. Tada će mehaničke vibracije generirati toplinsko trenje, što će potaknuti molekule materijala koji se zavaruje da se počnu kretati. Ultrazvučna energija otopit će kontaktne točke između dva dijela, stvarajući tako zglob, omogućujući dijelovima da se brzo povežu.
Aparat za točkano zavarivanje prikladan je za one dijelove kojima nije potrebno istovremeno zavarivati cijelu stazu zavarivanja. Lagane je težine i jednostavan je za upotrebu, a može se koristiti u prizorima na otvorenom. Aparat za točkano zavarivanje ima visoku svestranost, fleksibilnost i isplativost, pa još uvijek ima snažnu konkurentnost u različitim poljima zavarivanja.
Prednosti zavarivanja
Postupak zavarivanja: Nadgledanje ultrazvučnog zavarivanja kroz ograničenja vremena, energije, snage i visine te otkrivanje cjelokupnog postupka zavarivanja u stvarnom vremenu kako bi se povećala učinkovitost cjelokupnog postupka zavarivanja i smanjila potrošnja energije u proizvodnji.
Ušteda troškova i zaštita okoliša: Cjelokupni postupak zavarivanja čist je i bez onečišćenja, jer se tijekom postupka zavarivanja neće koristiti štetna otapala ili ljepila, a sam proizvod neće biti oštećen, izbjegavajući neke probleme tradicionalnog zavarivanja i postupci lijepljenja, uštedite troškove zavarivanja. Zbog svojih cjelovitih električnih karakteristika, ova tehnologija ne zahtijeva održavanje na visokoj razini.
Brzina: Tipični ciklus zavarivanja je unutar 0,5 sekunde. U usporedbi s drugim metodama zavarivanja, brzina zavarivanja je brža. Ova tehnika zavarivanja mnogo je brža od tradicionalnih ljepila ili otapala. Vrijeme hlađenja je vrlo brzo, a obradak ne treba dugo ostavljati u alatu kako bi se zavareni spoj osušio ili učvrstio.
Jednostavan za upotrebu: Općenito ultrazvučni uređaj za točkano zavarivanje ili pištolj za točkano zavarivanje mali je stroj koji je relativno lagan za rad i ne zahtijeva visoku ručnu tehnologiju. Prikladno je čuvati nakon upotrebe i ne zauzima puno prostora. Ergonomija i lagana ručna sonda mogu smanjiti zamor rukovaoca. Lagan sustav s integriranom ručkom čini uređaj lakim za pokretanje i lakim za pokretanje u tvornici.
Visoka točnost zavarivanja: visoko precizna kontrola potiska i vrlo precizna kontrola dubine zavarivanja osiguravaju ukupnu kvalitetu zavarivanja i izbjegavaju slabo zavarivanje. Osigurajte određenu kvalitetu zavarivanja i izbjegavajte izgaranje ili izgaranje materijala.
Sastav opreme
Ultrazvučna ručna oprema za točkovno zavarivanje uključuje ventil za kontrolu protoka, pretvarač, ultrazvučni generator i glavu za zavarivanje. U usporedbi s običnom opremom za zavarivanje, uređaj za točkano zavarivanje lakši je i prikladan za zavarivanje koji treba pomicati scene.
Ultrazvučni generator
Generator pretvara električnu energiju iz jednofaznog napajanja u ispravnu frekvenciju i napon kako bi pretvornik pretvorio u mehaničke vibracije. Mikroprocesorska jedinica kontrolira ciklus zavarivanja i korisniku vraća korisničke informacije o zavarivanju putem korisničkog sučelja. Korisničko sučelje operateru također omogućuje unos potrebnih parametara zavarivanja. Glavna funkcija ultrazvučnog generatora je pretvaranje električne energije od 50-60 Hz (5000 W) u visokofrekventnu električnu energiju od 20-40 kHz. Frekvencija koja se široko koristi u primjenama ultrazvučnog zavarivanja iznosi 20 kHz.
Pretvarač
Pretvarač se naziva i pretvaračem, koji pretvara električnu energiju iz generatora u mehaničke vibracije za postupak zavarivanja. Sastoji se od mnogih piezoelektričnih keramičkih diskova stisnutih između dva metalna bloka (obično titana). Između svakog diska nalazi se tanka metalna pločica koja tvori elektrodu. Kad se električni signal sinusnog vala dovede u pretvornik kroz elektrodu, disk će se proširiti i stezati, što će rezultirati aksijalnim kretanjem od vrha do vrha od 15 do 20 μm. Pretvornik je precizni uređaj i njime treba pažljivo rukovati tijekom postupka zavarivanja. Jednom kad je element oštećen, pretvarač neće raditi.
Rog
Ojačani dio trube ima dvije funkcije, uglavnom za pojačavanje mehaničkih vibracija nastalih na vrhu pretvarača i njihovo prenošenje na glavu za zavarivanje. Druga glavna svrha je osigurati mjesto za ugradnju snopa na prešu za zavarivanje. Kada pretvarač primijeni ultrazvučnu energiju, truba se širi i skuplja. Poput ostalih elemenata u zavarivanju, sirena je uređaj za podešavanje, pa mora rezonirati na određenoj frekvenciji kako bi ultrazvučnu energiju prenio s pretvarača na glavu za zavarivanje. Da bi mogao uspješno funkcionirati, rog mora biti polovine valne duljine ultrazvučnog vala u materijalu od kojeg je izrađen ultrazvučni val ili višekratnik te duljine. Obično je polovica valne duljine.
Glava za zavarivanje
Glava za zavarivanje sastavni je dio snopa za zavarivanje koji daje energiju dijelovima koji se zavaruju. Dizajn glave za zavarivanje bitan je za uspješno zavarivanje. Glava za zavarivanje također je uređaj za podešavanje, au većini aplikacija također može pružiti mehaničko pojačanje. Obično je izrađen od aluminija ili titana. Aluminijski fileti često se koriste u malim serijama, jer ovaj materijal može uzrokovati trošenje. Neki fileti imaju posebno otvrdnute vrhove za smanjenje trošenja tijekom zavarivanja. Kao i kod elementa roga, duljina kuta zavarivanja mora biti polovica valne duljine ultrazvučnog vala u materijalu od kojeg je izrađen ili višekratnik ove duljine. To će osigurati da kraj ispupčenja ima dovoljnu amplitudu za zavarivanje. Amplituda je obično između 30 i 120 μm.
