Определяне на параметри на ултразвуковото заваряване
Процесът параметър настройка на ултразвуково заваряване включва ултразвукова мощност заваряване, ултразвукова честота, ултразвукова амплитуда, ултразвуково заваръчно налягане, ултразвуково време за заваряване и др.
л. Честота на ултразвука
Работната честота на ултразвуково заваряване обикновено е 15-40kHz, а материалите с лоша реакция на ниска честота, като PvC, PE и т.н., могат да бъдат заварени с висока честота, което може да намали повредата на материала. Високочестотният ултразвуков трансфер на енергия е концентриран и високочестотно ултразвуково заваряване може да се използва за някои деликатни части. По време на ултразвуковото заваряване, феноменът на обезоръжаване на ултразвуковото оборудване ще бъде причинено от промяната на товара, което прави здравината на заваряване по-силна. Като цяло, след като се определи работната честота на заваръчната машина, акустичната система трябва да се поддържа в резонанс.
Следното уравнение може да опише силата на ултразвука:
P= μSnv =-2Aω/π=4usaf
Във формулата, P ултразвукова мощност; Статично налягане; S запояване на снап; v относителна скорост; Амплитуда; μ фактор на триене; w е ъгловата честота; f е честотата на вибрациите.
2. Ултразвукова амплитуда
Заваряването при по-голяма работна честота и амплитуда може да намали времето за заваряване и да подобри ефективността на работата. За различни материали има оптимална амплитуда на заваряване, както е показано в Таблица 1. Ултразвуковото заваряване има малка амплитуда от 20μm. Обикновено се препоръчва използването на амплитуда от 40μm. Тъй като твърде голямата амплитуда често причинява умора и увреждане на ултразвуковото захранване, изискванията за ултразвукова амплитуда са в съответствие с ултразвуковото захранване.
1212 г.png
3. Ултразвуково време за заваряване
Времето за заваряване се отнася до времето, когато по време на процеса на заваряване се отделя ултразвукова енергия. Времето за заваряване е твърде кратко и енергията не е достатъчна, за да се предизвика надеждна заварка на стави. С увеличаването на времето за заваряване, заварката може да абсорбира повече енергия, температурата на повърхността на заваряване ще се увеличи, площта на заваряване ще се увеличи, и проникването на заваряване ще се увеличи, така че силата на заваряване ще се увеличи [22-24]. Въпреки това, твърде дълго време заваряване ще доведе до прекомерно топене на заваръчния материал и да предизвика повече светкавица. Потокът на тези стопи в областта на заваряване е насочен, толкова твърде много стопи поток ще доведе до намаляване на силата. В допълнение, твърде дълго време заваряване ще доведе до температурата на заварката да бъде твърде висока, причинявайки заварка да горят и да се влоши, причинявайки заваръчни знаци върху повърхността на заварката, което води до свръх-заваряване и намаляване на якостта. Твърде дълго време за заваряване и твърде много енергия ще доведе до температурата на разтопения слой, за да бъде твърде висока, обезцветяване, разлагане и центриране на заварена пластмаса; и стресът на ръба на заваряване е концентриран, а вдлъбнатината се появява върху заваръчната повърхност. Ето защо, за да се получи по-висока здравина заваряване, е необходимо да се избере подходящо ултразвуково време за заваряване, твърде кратко и твърде дълго ще доведе до намаляване на силата на заваряване.
4. Ултразвуково заваръчно налягане
Ултразвуковото заваръчно налягане се отнася до статичното налягане, прилагано от главата на заваряване към заваръчния шев по време на процеса на заваряване, а прилагането на статично налягане предава ултразвукова енергия на заварката. При ултразвуково заваряване, когато времето за заваряване е фиксирано, налягането е свързано с повърхността на заваряване, за да се образува подходящ контакт, който е много критичен фактор за силата. В определен диапазон на налягане, тъй като налягането се увеличава, силата на заваряване ще се увеличи. Когато заваръчното налягане е ниско, контактът на заварката не е добър, енергията на триенето не може да бъде ефективно произведена и скоростта на използване на енергия на ултразвук е ниска. По-ниското налягане ще доведе до по-малко разтопен материал в заварената част, което прави невъзможно да се образува ефективна заварка. Въпреки това, когато заваръчното налягане е твърде високо, това ще доведе до стопилката да тече твърде бързо, и стопилката ще изтече от силата на заваряване, което намалява втвърдяването на стопилката, необходима за образуването на заваръчната глава и намалява силата на заваряване. Прекомерната сила ще доведе до прекомерно триене, което ще отслаби относителните триене движение между заварките, да предизвика прекомерно натоварване на заваръчната машина, и да направи заваряване трудно. Налягането на заваряване има голямо влияние върху силата на заваряване по време на ултразвуковото заваряване на найлон 66. Леко по-ниското налягане заваряване може да направи заваряване произвежда по-дебела топлина засегната зона, което ще направи повече молекулярни вериги, кристални зърна, и влакна се движат перпендикулярно на интерфейса на заваряване, и подобряване на силата на заваряване. Тези заварени съединения са под заваръчна налягане от 0.66MPa. Силата на заваряване може да достигне 70% от найлон 66. Заваръчният натиск трябва да бъде съчетан с времето за заваряване, за да се получи по-добра степен на заваряване. Мацуока [27] установи, че за стъклени влакна подсилени термопласти, когато амплитудата на заваряване се поддържа постоянна, увеличаването на налягането на заваряване може да намали времето за заваряване.
5. Дължина на обиколката и фиксирано положение
Дължината на скута и стягащата позиция по време на ултразвуково заваряване също ще се отрази на силата на заваряване. С увеличаването на дължината на обиколката в тест за единична обиколка, силата на заваряване ще бъде намалена. Когато дължината на скута се увеличава, това ще предизвика концентрацията на напрежение на заваръчната част и да се намали силата. Ето защо, за да се получи най-добрата здравина заваряване, е необходимо да се изработи по-къса дължина на обиколката, и изберете подходяща дължина в зависимост от вида на ставата. Като цяло, дължината на скута често е фиксирана. За да се отговори на изискванията за якост, скута става е кратко, площта на заваряване е малка, и якостта не е достатъчна; скута на лап фуги е по-дълъг и ще доведе до отпадъци от материали. Проектирайте дължината на скута. Промяна на параметрите на заваряване, за да се получи най-добрата сила на заваряване. Qiu et al. установи, че на наковалнята, където заварката е фиксиран, разстоянието между точката на затягане и заваръчната част ще се отрази силата на заваряване. По-краткото разстояние е благоприятен за повишаване на топлината, генерирана от триене, което може да подобри силата на заваряване. В реалното производство заваръчните части имат различни форми и фиксираната позиция на затягане не е подходяща. Обикновено, заваръчните части се изисква да бъдат стабилни в процеса на заваряване.
6. Дълбочина на ултразвуково заваряване
По време на процеса на заваряване, тъй като материалът на позицията заваряване се топи, позицията на главата заваряване ще продължи да се падне, и разтопен материал ще дифузира и втвърди в края на заваряването. Дебелината на крайния втвърден материал се нарича дълбочина на проникване. При нормални обстоятелства процесът на заваряване може да се контролира. Низходящата изместване на заваръчната глава контролира дълбочината на проникване. Здравината на заваряване има голяма връзка с микроструктурата на заварената част, която е тясно свързана с дебелината на разтопения слой и температурата на заварената част по време на процеса на заваряване. Увеличаване на заваръчното налягане или време за заваряване ще увеличи топенето и потока на материала по време на процеса на заваряване, като по този начин се увеличава дълбочината на проникване [29]. Правилното проникване може да увеличи силата на заваряване, но когато проникването е твърде голям, често се изисква повече време за заваряване, което ще доведе до свръх-заваряване на материала и намаляване на силата. Без значение как да промените налягането и времето на заваряване, трябва да се докаже подходяща дълбочина на проникване, за да се гарантира, че заваряването достига по-висока сила.
7. Влиянието на ултразвукови проводими пръти
Енергийните направляващи ребра са проектирани върху заварените части, които могат да концентрират заваръчната енергия, да намалят времето за заваряване, да намалят концентрацията на напрежението на заваръчната част и да подобрят силата на заваряване. Общите енергийни направляващи ребра са под формата на триъгълник, правоъгълник и полукръг. При ултразвуково заваряване, челно ставите и скучни стави често се използват за заваряване, а дизайнът на енергийните направляващи барове също е различен. Тъй като енергийните водачи сухожилията са склонни да концентрират налягането по време на заваряване и са подложени на по-голям вибрационен стрес, по време на процеса на заваряване, енергията се концентрира и се концентрира в енергийните направляващи барове. Под действието на налягането, енергийните направляват барове първо ще се нагреят и ще се стопят и се преместват и към двете страни. Разширение на потока [3o]. Liu et al. прогнозира, че заваръчните части с полукръгли енергийни направляващи ребра могат да имат най-висока сила на заваряване при заваряване с подходящи параметри на заваряване [31]. Дивайн[32] предполага, че триъгълните енергийнопроводими ребра с 90° ъгъл са подходящи за най-аморфни пластмаси, докато триъгълните енергийнопроводими ребра с 60° ъгъл са подходящи за полукристални пластмаси, а за полукристални пластмаси, проводящият материал Материалът, който може да се стопи от реброто, може да се втвърди, тъй като се влива наоколо, което може да доведе до непълна заварена материя , така че ръководството за енергия не е необходимо за заваряване на скута. В допълнение, добавянето на енергия ръководни ребра увеличава трудността на заваряване и увеличава разходите.
Методът за определяне на параметрите на ултразвуковия процес трябва стриктно да следва горната теория и не може да бъде коригирана по желание. Само когато разберете принципа и използвате ултразвуково оборудване за заваряване, можете да станете удобни.
