تجهیزات جوشکاری اولتراسونیک خودکار برای پلی کربنات / پلی پروپیلن

ماشین های جوشکاری مافوق صوت 40 کیلو هرتز برای پلی کربنات / پلی پروپیلن

جوش التراسونیک شامل استفاده از انرژی صوتی با فرکانس بالا برای نرم کردن یا ذوب ترموپلاستیک در مفصل می باشد. قطعاتی که باید به آنها بپیوندند تحت فشار قرار گرفته اند و در معرض ارتعاشات فراصوت معمولاً با فرکانس 20 ، 30 یا 40 کیلوهرتز قرار می گیرند. توانایی جوشکاری یک قطعه با موفقیت توسط طراحی تجهیزات ، خصوصیات مکانیکی مواد برای جوشکاری و طراحی قطعات کنترل می شود. از آنجا که جوشکاری مافوق صوت بسیار سریع است (زمان جوش معمولاً کمتر از 1 ثانیه است) و به راحتی خودکار می شود ، یک تکنیک پرکاربرد است. به منظور تضمین جوشکاری موفقیت آمیز در هر قسمت ، طراحی دقیق قطعات و اجزای مورد نیاز است و به همین دلیل این روش برای تولید انبوه مناسب است. مزایای این فرایند عبارتند از: بهره وری انرژی ، بهره وری بالا با هزینه کم و سهولت در تولید خودکار خط مونتاژ.

پارامتر:

دستگاه جوشکاری مافوق صوت شامل چهار مؤلفه اصلی است: منبع تغذیه ، مبدل ، وسیله اصلاح کننده دامنه (که معمولاً بوستر نامیده می شود) و یک ابزار صوتی که به شاخ (یا سونودود) معروف است. منبع تغذیه ، برق را در فرکانس 50-60 هرتز تغییر می دهد ، به یک منبع تغذیه با فرکانس بالا که در 20 ، 30 یا 40 کیلوهرتز کار می کند. این انرژی الکتریکی به مبدل عرضه می شود. در داخل مبدل ، دیسک های مواد پیزوالکتریک بین دو بخش فلزی قرار گرفته اند. مبدل در فرکانس های فراصوت انرژی الکتریکی را به انرژی لرزش مکانیکی تبدیل می کند. سپس انرژی ارتعاش از طریق تقویت کننده منتقل می شود ، که دامنه موج صدا را افزایش می دهد. امواج صوتی سپس به شاخ منتقل می شوند. شاخ ابزاری آکوستیک است که انرژی لرزش را مستقیماً به قسمتهایی که مونتاژ می شود منتقل می کند ، همچنین فشار جوشکاری را اعمال می کند. لرزش ها از طریق قطعه کار به ناحیه مشترک منتقل می شوند. در اینجا انرژی لرزش از طریق اصطکاک به گرما تبدیل می شود - این گرماپلاستیک را نرم یا ذوب می کند و قطعات را به هم می پیوندد.

در زیر عوامل مورد توجه در فرآیند جوش اولتراسونیک ذکر شده است:

نرخ گرمایش
میزان گرمایش در جوشکاری مافوق صوت نتیجه اثرات ترکیبی فرکانس ، دامنه و نیروی گیره است. در معادله نرخ گرمایش ، نیروی گیره و فرکانس به عنوان ضرب ظاهر می شوند. فرکانس معمولاً برای یک دستگاه معین ثابت می شود. میزان گرمایش در پلاستیک بطور مستقیم و متناسب با نیروی گیره اعمال شده متفاوت است. وقتی نیروی گیره بیشتر اعمال می شود ، میزان گرمایش به نسبت مستقیم با تغییر افزایش می یابد. با این حال ، میزان گرمایش با مربع دامنه متفاوت است - اگر دامنه افزایش یابد ، سرعت گرمایش به طرز چشمگیری افزایش می یابد. از این رو ، یک رابطه معکوس متناسب بین فرکانس یک جوشکار مافوق صوت و دامنه خروجی آن وجود دارد. اگر بیشترین بازده دامنه موجود از نتایج قابل قبول و مداوم استفاده شود ، حداقل خسارت جزئی و طول عمر طولانی Sonotrode / شاخ مطلوب است.
مواد پلاستیک
نکته مهم در فرآیند جوشکاری مافوق صوت مواد است. مواد نرم تر از مواد صوتی و سخت نیز برخوردار نیستند و برای بدست آوردن مقدار قابل استفاده از دامنه به مفصل ، به دامنه بیشتری از ابزار احتیاج دارند. برای رسیدن به دمای جوش ، قبل از از بین رفتن جزئیات اتصالات ، مواد با دمای ذوب بالاتر به دامنه بیشتری احتیاج دارند. انتخاب دستگاه با فرکانس پایین و در نتیجه دامنه بالاتر اغلب با مواد نرم یا درجه حرارت بالا توصیه می شود. مواد سفت کننده ممکن است در اثر دامنه زیاد آسیب ببینند و ممکن است آنقدر سریع گرم شوند که روند غیرقابل کنترل باشد. جوش خیلی سریع نیز می تواند منجر به جوش ضعیف شود.
محدودیت های طراحی ابزار
قوانین فیزیک حاکم بر طراحی سونوترود / شاخ مربوط به طول موج است. بیشتر عواملی که باعث کاهش عملکرد صوتی می شوند مربوط به ابعاد عرضی هستند - ابعاد عمود بر جهت دامنه. اگر یک ابزار دارای طول موج طولانی تر (فرکانس پایین) باشد ، می تواند ابعاد عرضی بزرگتر داشته باشد. یک ابزار فرکانس پایین ساده تر و به طور بالقوه بادوام تر از یک ابزار فرکانس بالاتر با انجام همان برنامه است.
ماشین آلات
جوشکارهای با فرکانس بالا معمولاً ابزارهای کوچک را اجرا می کنند - ساخت قطعات کوچک و ظریف با دقت بسیار بالا. آنها معمولاً دارای اسلایدهای سبک و سبک هستند که توسط سیلندرهای هوا کوچک رانده می شوند. جوشکارهای با فرکانس پایین معمولاً ابزارهای بزرگی را در دامنه های زیاد اجرا می کنند و قطعات بزرگتری را از مواد نرم تر ساخته می شوند. آنها معمولاً دارای اسلایدهای بزرگ و سنگین هستند که توسط سیلندرهای هوا بزرگتر رانده می شوند.

انواع پیوستن
انرژی لرزشی اولتراسونیک در چندین روش مونتاژ و اتمام مجزا مانند:
جوشکاری: فرآیند تولید ذوب در سطوح جفت گیری دو قسمت ترموپلاستیک. هنگامی که لرزش های فراصوت متوقف می شود ، مواد مذاب جامد می شوند و جوش حاصل می شود. قدرت مشترک حاصل به ماده والدین نزدیک می شود. با داشتن قسمت مناسب و طراحی مشترک ، مهر و موم های هرمتیک امکان پذیر است. جوشکاری اولتراسونیک امکان مونتاژ سریع و تمیز و بدون استفاده از مواد مصرفی را فراهم می آورد.
Staking: فرآیند ذوب و اصلاح گل میخ گرمازا برای قفل مکانیکی یک ماده متفاوت در محل. زمان چرخه کوتاه ، مونتاژهای تنگ ، ظاهر خوب مونتاژ نهایی و حذف مواد مصرفی با این تکنیک امکان پذیر است.
درج کردن: قرار دادن یک جزء فلزی (مانند درج نخی) در یک سوراخ از پیش ساخته در یک قسمت ترموپلاستیک. استحکام بالا ، کاهش چرخه قالب ریزی و نصب سریع و بدون ایجاد استرس از جمله این مزایا است.
تعویض / شکل گیری: با ذوب و اصلاح یک رج پلاستیکی یا اصلاح لوله پلاستیکی یا سایر قسمتهای اکسترود شده ، یکی دیگر از اجزای مونتاژ را به صورت مکانیکی ضبط می کند. از مزایای این روش می توان به سرعت پردازش ، ایجاد استرس کمتر ، ظاهر خوب و توانایی غلبه بر حافظه مادی اشاره کرد.
جوش نقطه ای: یک روش مونتاژ برای پیوستن به دو جزء گرمانرم در نقاط موضعی بدون نیاز به سوراخهای از پیش ساخته یا مدیر انرژی. جوش نقطه ای یک جوش ساختاری قوی ایجاد می کند و به خصوص برای قطعات بزرگ ، ورق های ترموپلاستیک اکسترود شده یا ریخته گری و قسمت هایی با هندسه پیچیده و سطوح اتصال به سختی مناسب است.
برش: استفاده از انرژی مافوق صوت برای استفاده از مواد ترموپلاستیک بافتنی ، بافته شده و غیر بافته ، دارای شکاف و لبه مهر و موم است. لبه های صاف و مهر و موم شده ای که حل نمی شوند با این روش امکان پذیر هستند. هیچ لبه ای یا ضخامت در لبه شکاف وجود ندارد تا بتواند به مواد نورد افزوده شود.
آب بندی منسوجات / فیلم: استفاده از انرژی مافوق صوت برای پیوستن به مواد ترموپلاستیک نازک. مهر و موم های شفاف و فشار در فیلم ها و جوش های مرتب و موضعی در منسوجات ممکن است انجام شود. برش و آب بندی همزمان امکان پذیر است. انواع طاق های طرح دار برای ارائه الگوهای تزئینی و کاربردی "کوک" در دسترس است.

عملکرد

1 تعقیب خودکار فرکانس: سیستم کنترل هوشمند ، ردیابی خودکار فرکانس.

2 دامنه تنظیم بی نهایت: دامنه تنظیم بی نهایت ، دامنه افزایش و کاهش 5.

3 حفاظت هوشمند: محافظت از افست فرکانس ، محافظت از اضافه بار اضافی ، محافظت از آسیب در قالب.

4 اجزای الکتریکی: کلیه اجزای پنوماتیک و قطعات الکترونیکی اصلی دستگاه از آلمان و ژاپن وارد می شوند.

5 ساختار بدنه: قاب دستگاه ساختار فولادی ویژه ای را اتخاذ می کند و با پردازش ماشینکاری CNC آلومینیومی با دقت انجام می شود ، این قاب دقیق تر و با ثبات تر است