Strukturni sastav ultrazvučnog aparata za zavarivanje plastike
Oprema za ultrazvučno zavarivanje sastoji se od preše, generatora, pretvarača, sirene, glave za zavarivanje i alata za podupiranje dijelova.
1 Ultrazvučni generator
Funkcija ultrazvučnog generatora je pretvoriti napon frekvencije snage (50 Hz ili 60 Hz) u napon ultrazvučne frekvencije. Mikroprocesor kontrolira ciklus zavarivanja i korisniku vraća korisničke informacije o zavarivanju putem korisničkog sučelja. Korisničko sučelje operateru također omogućuje unos potrebnih parametara zavarivanja.
Ultrazvučni zavarivač plastike
2 Sklop za zavarivanje / Sustav zvučne energije Sklop za zavarivanje pruža ultrazvučne mehaničke vibracije, koje se uglavnom sastoje od tri dijela: pretvarača, roga i glave za zavarivanje, a učvršćuju se na preši za zavarivanje u sredini roga. Komplet za zavarivanje je rezonator donekle sličan ugaonici. Rezonantna frekvencija kompleta za zavarivanje mora se usko podudarati s frekvencijom električnog signala iz generatora (s razlikom manjom od 30 Hz).
2.1 Pretvornik
Inverzni piezoelektrični efekt pretvara napon ultrazvučne frekvencije od generatora u ultrazvučne mehaničke vibracije iste frekvencije. Sastoji se od nekoliko piezoelektričnih keramičkih limova stisnutih između dva metalna (obično titanova) bloka. Između limova nalazi se tanka metalna pločica koja tvori elektrode. Kada se sinusni električni signal dovede u pretvornik preko elektrode, piezoelektrični lim se širi i skuplja, proizvodeći aksijalno kretanje od vrha do vrha od 15-20 μm. Pretvornik je precizni uređaj i njime treba rukovati pažljivo.
2.2 Rog
Rog ima dvije funkcije. Njegova je glavna funkcija pojačati mehaničke vibracije stvorene na kraju pretvarača i prenijeti vibraciju na glavu za zavarivanje. Druga je funkcija osigurati položaj kompleta za učvršćivanje na preši za zavarivanje. Kada se ultrazvučna energija primijeni na pretvarač, truba se također širi i skuplja. Poput ostalih dijelova u kompletu za zavarivanje, sirena je uređaj za podešavanje, pa također mora rezonirati na određenoj frekvenciji kako bi se ultrazvučna energija prenijela s pretvarača na glavu za zavarivanje. Da bi učinkovito funkcionirao, truba mora biti poluvalne duljine ili cijelog broja višestrukog od polovične duljine ultrazvučnog vala u svom proizvodnom materijalu. Općenito pola valne duljine.
2.3 Glava za zavarivanje
Glava za zavarivanje dio je kompleta za zavarivanje koji daje energiju dijelovima koji se zavaruju. Poput trube, i glava za zavarivanje također je uređaj za podešavanje, a mehaničko pojačanje također je osigurano u većini aplikacija. Duljina glave za zavarivanje mora biti poluvalna ili poluvalna duljina ultrazvučnog vala u proizvodnom materijalu
Cijeli višekratnik od. To osigurava da kraj glave za zavarivanje ima dovoljnu amplitudu za postizanje zavarivanja. Amplituda je obično 30 ~ 120 μm. Dizajn dijelova koji se zavaruju i spoj spaja određuje veličinu i stil glave za zavarivanje. Oblik glave za zavarivanje vrlo je važan, jer naprezanje uzrokovano aksijalnim širenjem i stezanjem glave za zavarivanje može uzrokovati pucanje pri velikoj amplitudi. U nekim se primjenama glava za zavarivanje obrađuje s više aksijalnih utora. Time se osigurava da maksimalna amplituda bude u uzdužnom smjeru. Kraj glave za zavarivanje prenosi ultrazvučnu energiju na dijelove koji se zavaruju. Krajevi trebaju biti posebno dizajnirani da odgovaraju dijelovima kako bi se osigurao maksimalan prijenos energije između glave za zavarivanje i dijelova. Obično se kraj glave za zavarivanje izrađuje u profil koji odgovara konturi dijela.
Da bi se spriječilo udubljenje i smanjilo trošenje, aluminij mora biti obložen niklom ili kromom. Kada je potrebna otpornost na udar ili otpornost na habanje i kada se zavaruju umetnuti plastični umetci ili umetnuti metalni umetci, potrebne su čelične glave za varenje. Čelična glava za zavarivanje ima malu čvrstoću na zamor i koristi se samo u prilikama male amplitude. Složeni dijelovi, dijelovi posebnog oblika ili velike veličine obično zahtijevaju složene glave za zavarivanje (glave za zavarivanje dijete-žena). Trenutno je osnovna glava za zavarivanje izrađena od aluminija, titana ili čelika, a sekundarne glave za zavarivanje spojene su na osnovnu glavu za zavarivanje i vode energiju.
3 Pritisnite
Preša služi za pričvršćivanje kompleta za zavarivanje i primjenu sile potrebne za zavarivanje. Sastoji se od osnove za učvršćenje učvršćenja i zračnog cilindra za primjenu sile. Preša je opremljena manometrom i regulacijskim ventilom za podešavanje sile zavarivanja. Treba imati na umu da specifični manometar podešen na ultrazvučnoj opremi za zavarivanje nije nužno jednak sili zavarivanja koju pruža drugi zavarivač s istim tlakom manometra. Sila zavarivanja treba biti kalibrirana manometrom kako bi se izravno usporedila sila zavarivanja između različitih zavarivača. Na preši se nalazi i ventil za kontrolu protoka za podešavanje brzine glave za zavarivanje koja se približava dijelu koji se zavaruje. Neka oprema za zavarivanje koristi elektromagnetski sustav tlaka za zamjenu tradicionalnog cilindra, koji može bolje kontrolirati brzinu približavanja, što je korisno kod zavarivanja malih ili preciznih dijelova.
4 Alat za podršku
Podnožje za prešu učvršćuje alat koji podupire dijelove tijekom postupka zavarivanja. Alat za nosače posebno je dizajniran da spriječi pomicanje donjeg dijela prilikom primjene ultrazvuka. Obično se obrađuje u oblik koji usko odgovara površinskoj konturi dijela. Okovi se kreću od jednostavnih do složenih, ovisno o dizajnu dijelova. Donji dijelovi moraju biti čvrsto postavljeni i oslonjeni. Učvršćenje ili podnožje trebaju biti podesivi kako bi se osiguralo da je dio okomit na glavu za zavarivanje. Čvrstina se može obraditi od nekoliko materijala. Nehrđajući čelik je najbolji izbor jer se lako obrađuje i polira. Posebni uređaji sada se mogu obrađivati izravno putem CAD podataka. Veći, složeni, neobičnog oblika ili mali dijelovi šarže obično se stegnu lijevanjem mekog poliuretana.
