Postavljanje parametara ultrazvučnog procesa zavarivanja
Postavka procesnog parametra ultrazvučnog zavarivanja uključuje ultrazvučnu snagu zavarivanja, ultrazvučnu frekvenciju, ultrazvučnu amplitude, ultrazvučni tlak zavarivanja, ultrazvučni vrijeme zavarivanja itd.
l. Učestalost ultrazvuka
Radna frekvencija ultrazvučnog zavarivanja obično je 15-40kHz, a materijali s lošim odzivom na nisku frekvenciju, kao što su PvC, PE itd., mogu se zavarivati visokom frekvencijom, što može smanjiti oštećenje materijala. Visokofrekventni ultrazvučni prijenos energije je koncentriran, a visokofrekventno ultrazvučni zavarivanje može se koristiti za neke osjetljive dijelove. Tijekom ultrazvučnog zavarivanja, detuning fenomen ultrazvučne opreme bit će uzrokovan promjenom opterećenja, što jačinu zavarivanja čini jačom. Općenito, nakon što se utvrdi radna frekvencija aparata za zavarivanje, akustični sustav treba držati u rezonanciji.
Sljedeća jednadžba može opisati snagu ultrazvuka:
P=μSnv=-2Aω/π=4usaf
U formuli, P ultrazvučna snaga; F statički tlak; Zajedničko područje za lemove; v relativna brzina; Amplitude; μ faktor trenja; w je kutna frekvencija; f je frekvencija vibracija.
2. Ultrazvučna amplitude
Zavarivanje na većoj radnoj frekvenciji i amplitude može smanjiti vrijeme zavarivanja i poboljšati radnu učinkovitost. Za različite materijale postoji optimalna amplitude za zavarivanje kao što je prikazano u tablici 1. Ultrazvučni zavarivanje ima malu amplitude od 20μm. Obično se preporučuje korištenje amplitude od 40μm. Budući da će prevelika amplitude često uzrokovati umor i oštećenje ultrazvučnog napajanja, ultrazvučni zahtjevi za amplitude u skladu su s ultrazvučnim napajanjem.
1212.png
3. Ultrazvuk vrijeme zavarivanja
Vrijeme zavarivanja odnosi se na vrijeme kada se tijekom procesa zavarivanja emitira ultrazvučna energija. Vrijeme zavarivanja je prekratko i energija nije dovoljna da uzrokuje pouzdan zglob za zavarivanje. Kako se vrijeme zavarivanja povećava, zavarivanje može apsorbirati više energije, temperatura površine zavarivanja će se povećavati, područje zavarivanja će se povećavati, a prodiranje zavarivanje će se povećavati, tako da će se jačina zavarivanja povećati [22-24]. Međutim, predugo vrijeme zavarivanja dovest će do prekomjernog topljenja materijala za zavarivanje i uzrokovati više bljeskalice. Protok tih topljenja u području zavarivanja je usmjeren, tako da će previše protoka taljenja uzrokovati smanjenje snage. Osim toga, predugo vrijeme zavarivanja uzrokovat će previsoku temperaturu zavarivanja, uzrokujući da zavarivanje izgori i razgradi se, uzrokujući tragove zavarivanja na površini zavarivanja, što rezultira prekomjernim zavarivanjem i spuštanjem čvrstoće. Predugo vrijeme zavarivanja i previše energije uzrokovat će previsoku temperaturu rastopljenog sloja, promjenu boje, razgradnju i embrittlement zavarene plastike; i stres ruba zavarivanja je koncentriran, a umetak se pojavljuje na površini zavarivanja. Stoga, kako bi se dobila veća čvrstoća zavarivanja, potrebno je odabrati prikladno ultrazvučni vrijeme zavarivanja, prekratko i predugo će uzrokovati smanjenje čvrstoće zavarivanja.
4. Ultrazvučni tlak zavarivanja
Ultrazvučni tlak zavarivanja odnosi se na statički tlak koji glava zavarivanja primjenjuje na zavarivanje tijekom procesa zavarivanja, a primjena statičkog tlaka prenosi ultrazvučnu energiju na zavarivanje. Kod ultrazvučnog zavarivanja, kada je vrijeme zavarivanja fiksirano, pritisak je povezan s površinom zavarivanja kako bi se formirao odgovarajući kontakt, što je vrlo kritičan čimbenik za snagu. Unutar određenog raspona tlaka, kako se tlak povećava, snaga zavarivanja će se povećati. Kada je tlak zavarivanja nizak, kontakt zavarivanja nije dobar, energija trenja ne može se učinkovito proizvesti, a stopa iskorištenosti energije ultrazvučnog je niska. Niži tlak rezultirat će manje rastopljenim materijalom u zavarenom dijelu, što onemogućuje formiranje učinkovitog zavarivanje. Međutim, kada je tlak zavarivanja previsok, to će uzrokovati prebrz protok topljenja, a topljenje će teći iz sile zavarivanja, što smanjuje učvršćivanje otopine potrebne za formiranje glave zavarivanja i smanjuje čvrstoću zavarivanja. Prekomjerna sila uzrokovat će prekomjerno trenje, što će oslabiti relativni pokret trenja između zavarivanja, uzrokovati prekomjerno opterećenje na stroju za zavarivanje i otežati zavarivanje. Tlak zavarivanja ima velik utjecaj na čvrstoću zavarivanja tijekom ultrazvučnog zavarivanja najlona 66. Nešto niži tlak zavarivanja može učiniti da zavarivanje proizvede deblju toplinski pogođenu zonu, zbog čega će se više molekularnih lanaca, kristalnih zrnaca i vlakana kretati okomito na sučelje za zavarivanje i poboljšati čvrstoću zavarivanja. Ovi zavareni zglobovi su pod tlakom zavarivanja od 0,66MPa. Snaga zavarivanja može doseći 70% najlona 66. Tlak zavarivanja treba uskladiti s vremenom zavarivanja kako bi se dobila bolja diploma zavarivanja. Matsuoka [27] je otkrio da za staklena vlakna ojačanu termoplastiku, kada se amplitude zavarivanja drži konstantnim, povećanje tlaka zavarivanja može smanjiti vrijeme zavarivanja.
5. Duljina kruga i fiksni položaj
Duljina kruga i položaj stezanja tijekom ultrazvučnog zavarivanja također će utjecati na čvrstoću zavarivanja. S povećanjem duljine kruga u testu jednog kruga, snaga zavarivanja će se smanjiti. Kada se duljina kruga poveća, to će uzrokovati koncentraciju stresa dijela za zavarivanja i smanjiti snagu. Stoga, kako bi se dobila najbolja čvrstoća za zavarivanje, potrebno je dizajnirati kraću duljinu kruga i odabrati odgovarajuću duljinu prema vrsti zgloba. Općenito, duljina kruga je često fiksna. Kako bi se zadovoljili zahtjevi snage, zglob kruga je kratak, područje zavarivanja je malo, a snaga nije dovoljna; zglob kruga je duži i uzrokovat će rasipanje materijala. Dizajnirati duljinu kruga. Promijenite parametre zavarivanja kako biste dobili najbolju čvrstoću zavarivanja. Qiu et al. otkrio je da će na nakovnju gdje je fiksirano zavarivanje udaljenost između stezne točke i dijela za zavarivanja utjecati na čvrstoću zavarivanja. Kraća udaljenost pogoduje poboljšanju topline nastale trenjem, što može poboljšati snagu zavarivanja. U stvarnoj proizvodnji dijelovi za zavarivanje imaju različite oblike, a fiksni položaj stezanja nije prikladan. Općenito, dijelovi za zavarivanje moraju biti stabilni u procesu zavarivanja.
6. Ultrazvučna dubina zavarivanja
Tijekom procesa zavarivanja, kako se materijal na položaju zavarivanja topi, položaj glave zavarivanja nastavit će padati, a rastopljeni materijal će se difamirati i učvrstiti na kraju zavarivanja. Debljina konačnog učvršćenog materijala naziva se dubina penetracije. U normalnim okolnostima može se kontrolirati proces zavarivanja. Silazno pomak glave zavarivanja kontrolira dubinu penetracije. Čvrstoća zavarivanja ima odličan odnos s mikrostrukturom zavarenog dijela, što je usko povezano s debljinom rastopljenog sloja i temperaturom zavarenog dijela tijekom procesa zavarivanja. Povećanje tlaka zavarivanja ili vremena zavarivanja povećat će topljenje i protok materijala tijekom procesa zavarivanja, čime će se povećati dubina penetracije [29]. Pravilna penetracija može povećati čvrstoću zavarivanja, ali kada je penetracija prevelika, često je potrebno više vremena za zavarivanje, što će uzrokovati prekomjerno zavarivanje materijala i smanjiti snagu. Bez obzira na to kako promijenite tlak i vrijeme zavarivanja, morate dokazati prikladnu dubinu penetracije, kako biste osigurali da zavarivanje dosegne veću snagu.
7. Utjecaj ultrazvučnih vodljivih šipki
Rebra koja vode energiju dizajnirana su na zavarenim dijelovima, koji mogu koncentrirati energiju zavarivanja, smanjiti vrijeme zavarivanja, smanjiti koncentraciju stresa dijela za zavarivanja i poboljšati čvrstoću zavarivanja. Uobičajena energetska rebra vodilja su u obliku trokuta, pravokutnika i polukruga. Kod ultrazvučnog zavarivanja često se koriste zglobovi stražnjice i zglobovi krugova za zavarivanje, a različit je i dizajn rešetki s energetskim vodičima. Budući da tetive energetskog vodiča imaju tendenciju da koncentriraju pritisak tijekom zavarivanja i podložne su više vibracijskog stresa, tijekom procesa zavarivanja, energija je koncentrirana i koncentrirana na rešetke vodiča za energiju. Pod djelovanjem pritiska, rešetke energetskog vodiča prvo će se zagrijati i otopiti i premjestiti na obje strane. Širenje protoka [3o]. Liu et al. predvidio je da dijelovi zavarivanja s polukružnim rebrima za vođenje energije mogu imati najveću čvrstoću zavarivanja prilikom zavarivanja s odgovarajućim parametrima zavarivanja [31]. Devine[32] je sugerirao da su trokutasta rebra koja provode energiju s kutom od 90° prikladna za većinu amorfne plastike, dok su trokutasta rebra za provođenje energije s kutom od 60° prikladna za polu-kristalnu plastiku, a za polu-kristalnu plastiku vodljivi Materijal koji se može rastopiti rebrom može se učvrstiti dok teče uokolo, što može uzrokovati nepotpuno zavarenje materijala. , tako da energetski vodič nije potreban za zavarivanje krugova. Osim toga, dodavanje rebara za vođenje energije povećava poteškoće zavarivanja i povećava troškove.
Ultrazvučna metoda postavljanja parametara procesa zavarivanja mora strogo slijediti gore navedenu teoriju i ne može se podesiti po volji. Tek kada shvatite princip i koristite ultrazvučnu opremu za zavarivanje, možete postati udobni.
