Hvordan genereres varmen fra ultralydsveisemaskinen?
Ultrasonisk sveiseteknologi har fordelene med økonomi, pålitelighet og enkel automatiseringsintegrasjon, og er en vanlig teknologi for plastsveising.
I motsetning til tradisjonelle varmekilder som genererer varme i direkte kontakt med plast, genererer ultrasoniske kobberforbindelser varme ved sprøyting.
1. Amplitude, frekvens og bølgelengde
Ved ultralydsveising forplanter langsgående bølger seg ved høye frekvenser, noe som resulterer i mekaniske vibrasjoner med lav amplitude. Den elektriske energien til sveisemaskinen omdannes til mekanisk energi for frem- og tilbakegående bevegelse. For å forstå forholdet mellom amplitude, frekvens og bølgelengde, og hvordan de forholder seg til varmeutvikling, må vi identifisere hovedkomponentene til en ultralydsveiser.
Hovedkomponentene til en ultralydsveiser er en strømkilde, en transduser, en amplitudemodulator (noen ganger kalt en amplitudeomformer) og et sveisehode. Generatoren konverterer en 50-60Hz strømforsyning med en spenning på 120V/240V til en 20-40khz strømforsyning med en spenning på 1300V. Denne energien mates inn i sensoren, som konverterer den elektriske energien til mekaniske vibrasjoner ved hjelp av en skiveformet piezoelektrisk keramikk som produserer en tøyningsforskyvning når en høyfrekvent strøm føres gjennom den.
Svingeren overfører vibrasjonen til amplitudemodulatoren. Amplitudemodulatoren forsterker amplituden til ultralydbølgene og fortsetter å overføre den til sveisehodet. Loddetuppen fortsetter å forsterke amplituden til ultralydbølgene og kommer i kontakt med delen.
Energien overføres til sveisestangplasseringene til de to delene av sammenstillingen. Siden elektroden er designet for å være et punkt hvor energien er konsentrert, genererer friksjon varme under trykk. Varme genereres ved friksjon mellom materialets øvre og nedre overflate og mellom molekylene i materialet. Varmen fra friksjonen smelter de øvre og nedre delene og binder dem sammen på sveisestedet.
2. Kjenn oppvarmingshastigheten
For det samme materialet bestemmer tre faktorer oppvarmingshastigheten: frekvens, amplitude og sveisetrykk. For eksisterende enheter som 15Khz, 20Khz, 30khz eller 40Khz er frekvensen fast. Derfor kan oppvarmingshastigheten vanligvis endres av sveisetrykket. Generelt, jo høyere trykk, desto raskere er oppvarmingshastigheten. Du kan også endre amplituden, akkurat som trykket, jo høyere amplituden er, desto raskere blir oppvarmingen.
Selvsagt kan for høyt trykk og amplitude også påvirke sveisekvaliteten negativt, slik som materialforringelse, lekkasjer, sprekker og søl. Derfor krever ultralydsveising en prosess med prosessparameteroptimalisering. Etter at sveiseprosessparametrene er bestemt, kan sveiseprosessen oppnå stabil utgang med høy hastighet og høy styrke. Dette er grunnen til at ultralydsveising er mye brukt i masseproduksjon.
3. Tid, avstand, kraft og energi
Varmen som kreves for sveising avhenger av materialtype, sveisedesign og utstyrsspesifikasjoner. Den tradisjonelle termiske kontrollmetoden er sveising i henhold til tidsmodus, det vil si sveising i en viss tid, for eksempel 0.2-1s (vanligvis mindre enn 1s). Imidlertid tillater dagens ultralydsveiseutstyr ofte også innstilling og overvåking av sveiseavstand, kraft og energi. Riktig opplærte operatører kan også justere parametere for konsistente sveiseresultater basert på faktiske forhold og forskjellige materialer. Dette forbedrer også fleksibiliteten og påliteligheten til sveising.
