Sektördeki birikmiş deneyime dayanmasına rağmen, birçok genel amaçlı malzeme, tavsiye edilen tasarım genliklerine sahiptir. Ancak yeni geliştirilen özel malzemeler hızla arttığı için malzemeler için gerekli minimum genliği belirlemeye yönelik deneysel bir yöntem olacağı umulmaktadır. Burada, gerekli minimum genliği belirlemek için uygulanabilir bir yöntem sunuyoruz. Kaynak kafasının çıkış genliği, ekipman frekansına, dönüştürücünün çıkış genliğine, genlik modülatörünün (korna) dönüşüm oranına ve kaynak kafasının şekil tasarımına bağlıdır. Tipik bir kaynak kafası tasarım yöntemi şudur: Malzemenin yorgunluk sınır geriliminden daha düşük olması durumunda, kaynak kafası tasarım dönüştürme oranı ne kadar büyükse, o kadar iyidir (yani, çıktı genliği ne kadar büyükse o kadar iyidir). Genliği azaltmanız gerekirse, genlik modülatörünü daha küçük bir oranla değiştirin veya genliği azaltmak için voltajı ayarlayın.
Bununla birlikte, bu tasarım yönteminin bazı dezavantajları vardır:
Dönüşüm oranı eşit olarak dağıtılamaz, yani kaynak kafasının ve genlik modülatörünün dönüşüm oranı çok farklıdır. Kaynak kafası ve genlik modülatörü yakın bir dönüştürme oranına sahip olduğunda, ultrasonik üçlü (dönüştürücü + genlik modülatörü + kaynak kafası) performansının iyileştirileceğine dikkat edilmelidir.
Kaynak kafası dönüştürme oranını düşürmek için voltajı değiştirerek, aynı zamanda elektrik kutusunun çıkış gücünü de azaltacaktır. Örneğin, genlik% 50'ye ayarlandığında, orijinal çıkış gücü 2400W olan bir elektrik kutusu gerçekte 1200W çıkış verecektir. Aşırı yüklenmeye neden olmak kolaydır.
Büyük genliklerin kullanılması parçalara kabul edilemez hasarlara neden olacaktır. Örneğin, küçük bir kesit alanındaki çatlaklar, görünüşte yanıklara neden olabilir ve zarlara, filtre zarlarına ve elektronik bileşenlere zarar verebilir.
Yukarıdaki nedenlerden dolayı, plastiklerin ultrasonik kaynağı için gerekli minimum genliğin erken aşamada belirlenmesi çok önemlidir.
Genlik hesaplaması Plastik parçaya iletilen genliğin büyüklüğü, dönüştürücünün çıkış genliğinin, genlik modülatörünün oranının ve kaynak kafasının oranının çarpımıdır.
Dönüştürücünün çıkış genliği ve genlik modülatörünün oranı, ultrasonik ekipman üreticisi tarafından sağlanır ve genellikle sabittir. Ancak kaynak kafası dönüşüm oranı tasarlanabilir.
Kaynak kafası dönüştürme oranının yaklaşık bir hesaplama formülü vardır: kaynak kafası dönüştürme oranı=kaynak kafası düğümünün üzerindeki kütle ÷ kaynak kafası düğümünün altındaki kütle. Malzeme yoğunluğu ve uzunluğu aynı olduğundan, formül şu şekilde basitleştirilmiştir: kaynak kafası dönüşüm oranı=kaynak kafası düğümünün üstündeki kesit alanı ÷ kaynak kafası düğümünün altındaki kesit alanı × 0.8. 0.8 katsayısı, düğümdeki fileto geçişinin etkisini dikkate almaktır.
Bu yöntemle, aşağıdaki testte kaynak kafasının teorik çıkış genliğini 13.9um (tepeden tepeye) olarak hesaplayın. Ölçülen genlik 15um'dur (tepeden tepeye). İkisi yakın.
Test sürecinde, iki malzemenin gerektirdiği minimum genliği belirlemek için deney için bir amorf malzeme PC ve bir yarı kristal malzeme PP seçilir.
Servo tahrikli ultrasonik kaynak ekipmanı, minimum genlik testini belirlemek için çok uygundur. Çünkü kaynak kafası havada asılı kalabilir ve basınç ölçüm verileri oluşturabilir ve ultrasonik titreşim genliği gibi verilerle ilişkilendirilebilir. Özünde," Melt-match" Cihazın işlevi, kaynak kafasının ürüne belirli bir basınçla temas etmesini, alçalmayı durdurmasını ve ultrasonik titreşimi tetiklemesini sağlar. Ultrasonik titreşim, plastik kaynağın konumuna iletilir. Cihaz basınç düşüşünü ölçtüğünde, yüzey polimeri erimeye başlamıştır. Ardından kaynak kafası aşağı doğru hareket etmeye başlar.
Genel olarak, amorf malzeme PC'nin, sıcaklık cam geçiş sıcaklığından daha yüksek olduktan sonra, sıcaklık arttıkça kademeli bir yumuşama özelliği göstereceğine inanıyoruz. Yarı kristal malzeme PP, erime noktasına ulaştığında aniden sıvılaşacaktır.
Bu deneyde, PP'nin kademeli olarak değişen özellikleri, bu malzemenin yumuşaklığından kaynaklanıyor olabilir. PC'nin hızlı değişmesi, doğru aralıkta olmayan genlikten kaynaklanıyor olabilir. PC genlik aralığını artırmak veya kaynak dikişinin sıcaklığını ölçmek gibi daha fazla deney gereklidir.
Sonuç Bu çalışma, plastikler için gerekli minimum genliği belirlemek için deneysel bir yöntem ve çerçeve sağlar. Malzeme erime süresi ile genlik ve kaynak mukavemeti arasındaki güçlü korelasyon, aynı zamanda, gerekli minimum genliği tahmin etmenin bu yönteminin uygulanabilir olduğunu da göstermektedir.
