Princip rada ultrazvučnog aparata za točkasto zavarivanje i uvođenje tehnologije ultrazvučnog točkastog zavarivanja plastike
Ultrazvučno točkasto zavarivanje je metoda sastavljanja dva termoplastična plastična dijela bez stvaranja rupa ili rebara koji provode energiju na lokalnom mjestu. Ultrazvučno točkasto zavarivanje proizvodi jake strukturne zavare, koji su prikladni za velike dijelove, termoplastične ekstrudirane ili lijevane ploče, termoplastične valovite ploče i izratke složenih geometrijskih oblika i teško dostupnih spojnih površina.
Ultrazvučno točkasto zavarivanje često se koristi za spajanje velikih metalnih ploča kroz male lokalne zavare. Ultrazvučno točkasto zavarivanje plastike je otprilike isto. U usporedbi s drugim ultrazvučnim metodama montaže, ultrazvučno točkasto zavarivanje plastičnih dijelova ne zahtijeva stvaranje rupa ili rebara koja provode energiju.
1. Princip i mehanizam ultrazvučnog aparata za točkasto zavarivanje
Osnovno načelo ultrazvučnog točkastog zavarivanja je da je ultrazvučna glava za zavarivanje opremljena vodećim krajem za usmjeravanje energije u lokalne točke na gornjoj ploči. Krajevi prodiru u gornju ploču i ulaze u donju ploču do otprilike polovice debljine gornje ploče. Dio istisnute rastaljene plastike formira se u prstenasti prsten usjekom na vrhu vodilice. U isto vrijeme, energija se troši na sučelju između dviju ploča, uzrokujući daljnje taljenje. Dio rastaljenog materijala na gornjoj ploči dovodi se u donju ploču, što rezultira spajanjem na donjoj ploči kako bi se formirao točkasti zavar. Donji dio točkastog zavara ostaje gladak. Mehanizam ultrazvučnog točkastog zavarivanja je da vodeći dio vrha za točkasto zavarivanje prodire u gornji dio tijekom procesa ultrazvučnih vibracija. Pomaknuta rastaljena plastika se oblikuje u radijalnoj rezonantnoj šupljini vrha i tvori uredan izdignuti prsten na površini obratka. Istodobno, energija se oslobađa na sučelju gdje se stvara toplina trenja. Kada se vrh umetne u donji dio, istisnuta rastaljena plastika između dviju površina teče u okolno sučelje i stvara trajne molekularne veze.
2. Varijante ultrazvučnog točkastog zavarivanja
(1) Inverzno točkasto zavarivanje, kod inverznog točkastog zavarivanja, učvršćenje se ugrađuje s točkastim zavarenim krajem, a glava zavarivanja u obliku šipke s ravnim dnom dodiruje vanjsku stranu dijela. Može se koristiti tamo gdje oblik dijela čini obično točkasto zavarivanje nepraktičnim ili zahtijeva slijepu pjegu (slijepa točka). Ovom metodom mogu se formirati točkasti zavari na unutarnjoj površini.
(2) Prilagođeni dizajn vrha za stepenice (prilagođeni dizajn vrha za stepenice) Prilagođeni dizajn stepenica pogodan je za aplikacije koje zahtijevaju glatku gornju površinu. Uobičajeni vrhovi za točkasto zavarivanje stvaraju previše rastaljenog materijala na površini, a kaskadni dizajn istiskuje previše materijala ispod površine. Stupasti vrh je prilagođen i može se nabaviti na zahtjev.
3. Značajke ultrazvučnog točkastog zavarivanja
Ultrazvučno točkasto zavarivanje može proizvesti jake strukturalne zavare, s visokom čvrstoćom vezivanja i kratkim vremenom ciklusa – općenito manje od 1 s, bez potrebe za dizajnom oblikovanih spojeva i bez potrošnog materijala kao što su vijci, spajalice, zakovice ili ljepila, općenito Nema potrebe za posebna oprema. Jedna strana ima lijepu površinu, a druga ima uredan podignut prsten. Može se točkasto zavariti ručnim aparatom za zavarivanje, a može brtviti više slojeva materijala, što je pogodno za automatizaciju.
4. Primjena ultrazvučnog točkastog zavarivanja
Ultrazvučno točkasto zavarivanje prikladno je za velike dijelove, termoplastične ekstrudirane ili lijevane ploče, termoplastične valovite ploče i obratke složene geometrije i teško dostupnih površina spojeva. Uglavnom se koristi za ravne lijevane dijelove bez rebara za vođenje energije, kao što su poluproizvodi, termoformiranje, puhanje, ekstruziono prešanje i veliki ravni lijevani dijelovi. Ultrazvučno točkasto zavarivanje obično se koristi za dijelove koji se oblikuju u vakuumu, kao što su blister pakiranja, kako bi se osiguralo evidentno brtvljenje. Tipične primjene ultrazvučnog točkastog zavarivanja uključuju pričvršćivanje zidnih panela i ventilacijskih cijevi te točkasto zavarivanje toplinske izolacije i plastičnih dijelova. Također se može koristiti za velike plastične dijelove kao što su dijelovi snježne mašine, prikolice, namještaj i dijelovi koji zahtijevaju preciznost ili ih je teško zavariti običnim zavarivačima.
Tipične primjene valovite plastike:
U usporedbi s drugim tradicionalnim materijalima, valovita plastika ima sljedeće prednosti: čvršća je i izdržljivija od valovitih vlakana, za razliku od metala ili drveta koji može trunuti, hrđati, plijesni ili korodirati, nije pod utjecajem vlage, otporan je na kemikalije, masnoće i prljavštine. Može se ponovno koristiti. Valovita ploča od polietilena visoke gustoće (HDPE) najčešće se koristi u spremnicima s valovitim stijenkama. Često se koristi i polipropilen. Tipične primjene uključuju poštanske kontejnere, posude za sjemenke, spremnike za meso, ribu i poljoprivredne proizvode, građevinske kontejnere, kutije s dijelovima u trgovinama i kutije za promet. Iako su dostupni posebni dizajni uključujući zaštitne znakove, struktura vrha točkastog zavarivanja u obliku križa je tipičan uzorak. Može se koristiti glava za zavarivanje s jednim krajem ili glava za zavarivanje s više krajeva.
Uz točkasto zavarivanje dvoslojnih materijala, ultrazvučno točkasto zavarivanje je korišteno za brtvljenje 6 slojeva polipropilena. Kako bi se ultrazvučna glava za zavarivanje spustila u materijal, potrebno je koristiti posebnu glavu za zavarivanje s više koraka koje se ugrađuju u svaki sloj. Prije nego što se ultrazvuk aktivira, koristi se viši predtlak za zbijanje svakog sloja. Ova struktura može stvoriti vrlo jake točkaste zavare i ima dobar izgled.
Ultrazvučno točkasto zavarivanje je tehnologija montaže koja spaja dva termoplastična plastična dijela bez stvaranja rupa ili rebara koja provode energiju na lokalnom mjestu. Izgled donjeg sloja spoja za ultrazvučno točkasto zavarivanje je gladak i čist. Na površini oko zgloba nalazi se izdignuti prsten.
Ultrazvučno točkasto zavarivanje je isplativo, brzo se sastavlja, ne zahtijeva dodatne pričvrsne elemente i obično ne zahtijeva posebne uređaje. Ultrazvučno točkasto zavarivanje može koristiti ručne pištolje za zavarivanje, stolne strojeve za točkasto zavarivanje s jednom ili dvije glave i uređaj za grupno zavarivanje koji se sastoji od više glava za točkasto zavarivanje koje mogu izvoditi više operacija zavarivanja u isto vrijeme.
Osnovne smjernice za ultrazvučno točkasto zavarivanje uključuju krutu potporu ispod područja točkastog zavarivanja kako bi se spriječile tragove, srednju do veliku amplitudu kako bi se osiguralo dovoljno prodiranja materijala i nizak tlak kako bi se osiguralo dovoljno taljenja na površini spoja.
Ultrazvučno točkasto zavarivanje proizvodi jake strukturne zavare, koji su prikladni za velike dijelove, termoplastične ekstrudirane ili lijevane ploče, termoplastične valovite ploče i izratke složene geometrije i teško dostupnih spojnih površina. Ultrazvučno točkasto zavarivanje obično se koristi za dijelove koji se oblikuju u vakuumu kao što su blister pakiranja i plastične valovite ploče.
