Iako se zasnivaju na akumuliranom iskustvu u industriji, mnogi materijali opće namjene preporučuju amplitude dizajna. Međutim, kako se novorazvijeni specijalni materijali brzo povećavaju, nada se da će postojati eksperimentalna metoda za određivanje minimalne amplitude potrebne za materijale. Ovdje uvodimo izvedivu metodu za određivanje minimalne potrebne amplitude. Izlazna amplituda glave za zavarivanje ovisi o frekvenciji opreme, izlaznoj amplitudi pretvarača, omjeru transformacije amplitudskog modulatora (sirena) i dizajnu oblika glave za zavarivanje. Tipična metoda dizajniranja glave za zavarivanje je: pod uvjetom da je materijal manji od napona naprezanja ograničenog, što je veći omjer transformacije dizajna glave za zavarivanje, to je bolji (to jest, što je veća amplituda izlaza, to bolje). Ako trebate smanjiti amplitudu, promijenite amplitudski modulator s manjim omjerom ili prilagodite napon da biste smanjili amplitudu.
Međutim, ova metoda dizajna ima neke nedostatke:
Odnos transformacije ne može se ravnomjerno rasporediti, odnosno odnos transformacije glave za zavarivanje i modulatora amplitude su vrlo različiti. Treba imati na umu da će se, kada glava za zavarivanje i amplitudski modulator imaju blizak omjer transformacije, poboljšati performanse ultrazvučnog tripleta (pretvarač + amplitudski modulator +).
Promjenom napona kako bi se smanjio omjer transformacije glave za zavarivanje, istovremeno će se smanjiti izlazna snaga električne kutije. Na primjer, kada je amplituda postavljena na 50%, električna kutija s izvornom izlaznom snagom od 2400W stvarno će proizvesti 1200W. Lako je izazvati preopterećenje.
Korištenje velikih amplituda prouzročit će neprihvatljivu štetu na dijelovima. Na primjer, pukotine na malom području poprečnog presjeka mogu prouzrokovati opekline i oštetiti membrane, filtracijske membrane i elektronske komponente.
Iz gore navedenih razloga, vrlo je važno definirati minimalnu amplitudu potrebnu za ultrazvučno zavarivanje plastike u ranoj fazi.
Izračun amplitude Veličina amplitude koja se prenosi na plastični dio umnožak je izlazne amplitude pretvarača, omjera amplitudskog modulatora i omjera glave za zavarivanje.
Izlaznu amplitudu pretvarača i omjer amplitudnog modulatora osigurava proizvođač ultrazvučne opreme i često su fiksni. Ali odnos transformacije glave za zavarivanje može se dizajnirati.
Koeficijent transformacije glave za zavarivanje ima približnu formulu izračuna: omjer transformacije glave za zavarivanje=masa iznad čvora glave za zavarivanje ÷ masa ispod čvora glave za zavarivanje. Budući da su gustina i dužina materijala jednaki, formula je pojednostavljena kao: omjer transformacije glave za zavarivanje=površina poprečnog presjeka iznad čvora glave za zavarivanje ÷ površina poprečnog presjeka ispod čvora glave za zavarivanje × 0,8. Koeficijent 0,8 uzima se u obzir utjecaj prijelaza fileta na čvoru.
Kroz ovu metodu izračunajte teoretsku izlaznu amplitudu glave za zavarivanje u sljedećem ispitivanju kao 13,9 um (od vrha do vrha). Izmjerena amplituda je 15um (od vrha do vrha). Njih dvoje su bliski.
U procesu ispitivanja za eksperiment se odabiru amorfni materijal PC i polukristalni materijal PP kako bi se odredila minimalna amplituda potrebna za dva materijala.
Oprema za ultrazvučno zavarivanje sa servo pogonom vrlo je pogodna za određivanje testa minimalne amplitude. Budući da njegova glava za zavarivanje može lebdjeti i generirati podatke o mjerenju tlaka, te u korelaciji s podacima poput amplitude ultrazvučne vibracije. U osnovi," Rastopiti" funkcija uređaja omogućava glavi za zavarivanje da kontaktira proizvod podešenim pritiskom, zaustavi spuštanje i pokreće ultrazvučne vibracije. Ultrazvučne vibracije prenose se u položaj plastičnog zavara. Jednom kada uređaj izmeri pad pritiska, površinski polimer se počeo topiti. Tada se glava za zavarivanje počinje pomicati prema dolje.
Općenito vjerujemo da će amorfni materijal PC, nakon što je temperatura viša od temperature prijelaza u staklo, pokazivati karakteristike postupnog omekšavanja kako temperatura raste. Polukristalni materijal PP iznenada će se ukapliti kada dostigne tačku topljenja.
U ovom eksperimentu svojstva PP koja se postepeno mijenjaju mogu biti posljedica mekoće ovog materijala. Brza promjena računara može biti uzrokovana amplitudom koja nije u ispravnom opsegu. Potrebni su daljnji eksperimenti, poput povećanja opsega amplitude računala ili mjerenja temperature šava za zavarivanje.
Zaključak Ovaj rad daje eksperimentalnu metodu i okvir za određivanje minimalne amplitude potrebne za plastiku. Snažna korelacija između vremena topljenja materijala i amplitude i čvrstoće zavarivanja također pokazuje da je ovaj način procjene minimalne potrebne amplitude izvediv.
