Ultrasonik kaynak işlemi parametrelerinin ayarlanması
Ultrasonik kaynağın işlem parametre ayarı, ultrasonik kaynak gücü, ultrasonik frekans, ultrasonik genlik, ultrasonik kaynak basıncı, ultrasonik kaynak süresi vb. İçerir.
l. Ultrason frekansı
Ultrasonik kaynağın çalışma frekansı genellikle 15-40kHz'dir ve PvC, PE, vb. Gibi düşük frekansa zayıf yanıt veren malzemeler, malzemeye verilen zararı azaltabilecek yüksek frekansla kaynaklanabilir. Yüksek frekanslı ultrasonik enerji transferi yoğunlaştırılmıştır ve bazı hassas parçalar için yüksek frekanslı ultrasonik kaynak kullanılabilir. Ultrasonik kaynak sırasında, ultrasonik ekipmanın ayar fenomeni, kaynak gücünü daha güçlü kılan yükün değişmesinden kaynaklanacaktır. Genelde kaynak makinesinin çalışma frekansı belirlendikten sonra akustik sistemin rezonansta tutulması gerekir.
Aşağıdaki denklem ultrasonun gücünü tanımlayabilir:
P=µSnv=-2Aω / π=4usaf
Formülde, P ultrasonik güç; F statik basınç; S lehim eklem alanı; v bağıl hız; Bir genlik; µ sürtünme faktörü; w açısal frekanstır; f, titreşim frekansıdır.
2. Ultrasonik genlik
Daha büyük bir çalışma frekansı ve genliğinde kaynak yapmak, kaynak süresini azaltabilir ve iş verimliliğini artırabilir. Farklı malzemeler için, Tablo 1'de gösterildiği gibi optimum bir kaynak genliği vardır. Ultrasonik kaynak, 20 µm'lik küçük bir genliğe sahiptir. Genellikle 40 µm'lik bir genliğin kullanılması tavsiye edilir. Çok büyük genlik genellikle ultrasonik güç kaynağında yorgunluğa ve hasara neden olacağından, ultrasonik genlik gereksinimleri ultrasonik güç kaynağı ile uyumludur.
1212.png
3. Ultrasonik kaynak süresi
Kaynak süresi, kaynak işlemi sırasında ultrasonik enerjinin yayıldığı zamanı ifade eder. Kaynak süresi çok kısadır ve enerji, güvenilir bir kaynak bağlantısı sağlamak için yeterli değildir. Kaynak süresi arttıkça, kaynak daha fazla enerji emebilir, kaynak yüzeyinin sıcaklığı artacak, kaynak alanı artacak ve kaynak penetrasyonu artacak, böylece kaynak gücü artacaktır [22-24]. Bununla birlikte, çok uzun kaynak süresi, kaynak malzemesinin aşırı erimesine ve daha fazla parlamaya neden olacaktır. Bu eriyiklerin kaynak alanındaki akışı yönlüdür, bu nedenle çok fazla eriyik akışı mukavemette bir azalmaya neden olacaktır. Buna ek olarak, çok uzun kaynak süresi, kaynağın sıcaklığının çok yüksek olmasına, kaynak parçasının yanmasına ve bozulmasına neden olarak kaynak yüzeyinde kaynak izlerine neden olarak aşırı kaynağa ve mukavemetin düşmesine neden olacaktır. Çok uzun kaynak süresi ve çok fazla enerji, erimiş tabakanın sıcaklığının çok yüksek olmasına, kaynaklı plastiğin renginin bozulmasına, ayrışmasına ve gevrekleşmesine neden olacaktır; ve kaynak kenarı gerilimi yoğunlaşır ve kaynak yüzeyinde girinti görülür. Bu nedenle daha yüksek kaynak mukavemeti elde etmek için uygun ultrasonik kaynak süresinin seçilmesi gerekir, çok kısa ve çok uzun kaynak mukavemetinin azalmasına neden olur.
4. Ultrasonik kaynak basıncı
Ultrasonik kaynak basıncı, kaynak işlemi sırasında kaynak kafasının kaynağa uyguladığı statik basıncı ifade eder ve statik basınç uygulaması, ultrasonik enerjiyi kaynağa iletir. Ultrasonik kaynakta, kaynak süresi sabitlendiğinde, basınç, mukavemet için çok kritik bir faktör olan uygun bir temas oluşturmak için kaynak yüzeyi ile ilişkilidir. Belli bir basınç aralığında basınç arttıkça kaynak dayanımı artacaktır. Kaynak basıncı düşük olduğunda, kaynak kısmının teması iyi değildir, sürtünme enerjisi etkin bir şekilde üretilemez ve ultrasoniğin enerji kullanım oranı düşüktür. Daha düşük basınç, kaynak yapılan kısımda daha az erimiş malzeme ile sonuçlanacak ve bu da etkili bir kaynak oluşturmayı imkansız kılacaktır. Ancak kaynak basıncı çok yüksek olduğunda, eriyik çok hızlı akmasına neden olur ve eriyik kaynak kuvvetinden dışarı akar, bu da kaynak kafasının oluşumu için gerekli eriyik katılaşmasını azaltır ve kaynağı azaltır. gücü. Aşırı kuvvet, kaynaklar arasındaki nispi sürtünme hareketini zayıflatacak, kaynak makinesinde aşırı yüke neden olacak ve kaynağı zorlaştıracak aşırı sürtünmeye neden olacaktır. Naylon 66'nın ultrasonik kaynağı sırasında kaynak basıncının kaynak mukavemeti üzerinde büyük bir etkisi vardır. Biraz daha düşük bir kaynak basıncı, kaynağın daha kalın bir ısıdan etkilenen bölge oluşturmasına neden olabilir, bu da daha fazla moleküler zincir, kristal taneleri ve liflerin dikey hareket etmesini sağlar. kaynak arayüzüne ve kaynak gücünü artırın. Bu kaynaklı bağlantılar, 0.66MPa'lık bir kaynak basıncı altındadır. Kaynak mukavemeti, naylon 66'nın% 70'ine ulaşabilir. Daha iyi bir kaynak derecesi elde etmek için kaynak basıncının kaynak süresi ile eşleştirilmesi gerekir. Matsuoka [27], cam elyaf takviyeli termoplastikler için, kaynak genliği sabit tutulduğunda, kaynak basıncının artırılmasının kaynak süresini azaltabileceğini bulmuştur.
5. Tur uzunluğu ve sabit konum
Ultrasonik kaynak sırasında vatka uzunluğu ve kelepçeleme konumu da kaynak mukavemetini etkileyecektir. Tek tur testinde vatka uzunluğunun artması ile kaynak dayanımı azalacaktır. Vatka uzunluğu arttığında, kaynak parçasının gerilim yoğunlaşmasına ve mukavemetinin azalmasına neden olacaktır. Bu nedenle, en iyi kaynak mukavemetini elde etmek için daha kısa bir vatka uzunluğu tasarlamak ve ek tipine göre uygun bir uzunluk seçmek gerekir. Genel olarak, tur uzunluğu genellikle sabittir. Mukavemet gereksinimlerini karşılamak için, bindirme bağlantısı kısadır, kaynak alanı küçüktür ve mukavemet yeterli değildir; bindirme bağlantısı daha uzundur ve malzeme israfına neden olur. Tur uzunluğunu tasarlayın. En iyi kaynak gücünü elde etmek için kaynak parametrelerini değiştirin. Qiu vd. kaynağın sabitlendiği örs üzerinde, kelepçeleme noktası ile kaynak parçası arasındaki mesafenin kaynak gücünü etkileyeceğini bulmuştur. Daha kısa bir mesafe, sürtünme tarafından üretilen ısının artırılması için elverişlidir ve bu da kaynağın gücünü artırabilir. Gerçek üretimde, kaynak parçalarının çeşitli şekilleri vardır ve sabit kenetleme konumu uygun değildir. Genellikle kaynak işleminde kaynak parçalarının stabil olması gerekir.
6. Ultrasonik kaynak derinliği
Kaynak işlemi sırasında kaynak pozisyonundaki malzeme eridikçe, kaynak kafasının konumu düşmeye devam edecek ve erimiş malzeme kaynak sonunda dağılacak ve katılaşacaktır. Nihai katılaşmış malzemenin kalınlığına penetrasyon derinliği denir. Normal şartlar altında kaynak işlemi kontrol edilebilir. Kaynak kafasının aşağı doğru yer değiştirmesi penetrasyon derinliğini kontrol eder. Kaynağın mukavemeti, erimiş tabakanın kalınlığı ve kaynak işlemi sırasında kaynak yapılan parçanın sıcaklığı ile yakından ilgili olan, kaynaklı parçanın mikro yapısı ile büyük bir ilişkiye sahiptir. Kaynak basıncının veya kaynak süresinin arttırılması, kaynak işlemi sırasında malzemenin erimesini ve akışını artıracak, böylece penetrasyon derinliğini artıracaktır [29]. Uygun penetrasyon kaynak gücünü artırabilir, ancak penetrasyon çok büyük olduğunda, genellikle daha fazla kaynak süresi gerekir, bu da malzemenin aşırı kaynamasına neden olur ve mukavemeti azaltır. Kaynak basıncını ve süresini nasıl değiştirirseniz değiştirin, kaynağın daha yüksek bir mukavemete ulaşmasını sağlamak için uygun bir penetrasyon derinliği kanıtlamanız gerekir.
7. Ultrasonik iletken çubukların etkisi
Enerji yönlendirme çubukları, kaynak enerjisini yoğunlaştırabilen, kaynak süresini kısaltabilen, kaynak parçasının gerilim yoğunluğunu azaltabilen ve kaynak mukavemetini artırabilen kaynaklı parçalar üzerinde tasarlanmıştır. Ortak enerji kılavuz nervürleri üçgen, dikdörtgen ve yarım daire şeklindedir. Ultrasonik kaynakta, alın bağlantıları ve bindirmeli bağlantılar genellikle kaynak için kullanılır ve enerji kılavuz çubuklarının tasarımı da farklıdır. Enerji kılavuz tendonları kaynak sırasında basıncı yoğunlaştırma eğiliminde olduğundan ve kaynak işlemi sırasında daha fazla titreşim gerilimine maruz kaldığından, enerji yoğunlaştırılır ve enerji kılavuz çubuklarına yoğunlaştırılır. Basıncın etkisi altında, enerji kılavuz çubukları önce ısınır ve erir ve her iki tarafa doğru hareket eder. Akış genişlemesi [3o]. Liu vd. yarı dairesel enerji kılavuz nervürlerine sahip kaynak parçalarının, uygun kaynak parametreleri ile kaynak yapılırken en yüksek kaynak gücüne sahip olabileceğini öngörmüştür [31]. Devine [32], 90 ° tepe açılı üçgen enerji ileten nervürlerin çoğu amorf plastik için uygunken, 60 ° tepe açılı üçgen enerji ileten nervürlerin yarı kristal plastikler ve yarı kristal plastikler için uygun olduğunu öne sürmüştür. Kristalin plastikler, iletken Kaburga tarafından eritilebilen malzeme etrafta akarken katılaşabilir ve bu da malzemenin tam olarak kaynaklanmamasına neden olabilir, bu nedenle vatka kaynağı için enerji kılavuzu gerekli değildir. Ayrıca enerji kılavuz nervürlerinin eklenmesi kaynak işleminin zorluğunu ve maliyeti arttırmaktadır.
Ultrasonik kaynak işlemi parametre belirleme yöntemi, yukarıdaki teoriyi kesinlikle takip etmelidir ve isteğe göre ayarlanamaz. Ancak prensibi anladığınızda ve ultrasonik kaynak ekipmanı kullandığınızda rahat olabilirsiniz.
