Postavljanje parametara ultrazvučnog postupka zavarivanja
Postavljanje parametara procesa ultrazvučnog zavarivanja uključuje snagu ultrazvučnog zavarivanja, ultrazvučnu frekvenciju, ultrazvučnu amplitudu, ultrazvučni tlak zavarivanja, vrijeme ultrazvučnog zavarivanja itd.
l. Učestalost ultrazvuka
Radna frekvencija ultrazvučnog zavarivanja obično je 15-40kHz, a materijali s lošim odzivom na niske frekvencije, kao što su PvC, PE itd., Mogu se zavariti visokom frekvencijom, što može smanjiti štetu na materijalu. Visokofrekventni ultrazvučni prijenos energije koncentriran je, a visokofrekventno ultrazvučno zavarivanje može se koristiti za neke osjetljive dijelove. Tijekom ultrazvučnog zavarivanja, pojava detuniranja ultrazvučne opreme bit će uzrokovana promjenom opterećenja, što čini snagu zavarivanja jačom. Generalno, nakon što se odredi radna frekvencija aparata za zavarivanje, akustični sistem treba održavati u rezonanciji.
Sljedeća jednadžba može opisati snagu ultrazvuka:
P=µSnv=-2Aω / π=4usaf
U formuli, P ultrazvučna snaga; F statički pritisak; S područje lemljenja; v relativna brzina; Amplituda; µ faktor trenja; w je ugaona frekvencija; f je frekvencija vibracija.
2. Ultrazvučna amplituda
Zavarivanje većom radnom frekvencijom i amplitudom može smanjiti vrijeme zavarivanja i poboljšati efikasnost rada. Za različite materijale postoji optimalna amplituda zavarivanja kako je prikazano u Tabeli 1. Ultrazvučno zavarivanje ima malu amplitudu od 20 μm. Obično se preporučuje upotreba amplitude od 40µm. Budući da prevelika amplituda često uzrokuje umor i oštećenje ultrazvučnog napajanja, zahtjevi za ultrazvučnom amplitudom u skladu su s ultrazvučnim napajanjem.
1212.png
3. Vrijeme ultrazvučnog zavarivanja
Vrijeme zavarivanja odnosi se na vrijeme kada se ultrazvučna energija emitira tijekom postupka zavarivanja. Vrijeme zavarivanja je prekratko i energija nije dovoljna da stvori pouzdan spoj za zavarivanje. Kako se vrijeme zavarivanja povećava, zavar može apsorbirati više energije, temperatura površine zavarivanja će se povećati, površina zavarivanja povećati, a prodor zavarivanja povećati, tako da će se snaga zavarivanja povećati [22-24]. Međutim, predugo vrijeme zavarivanja dovest će do prekomjernog topljenja materijala za zavarivanje i uzrokovati više bljeska. Protok ovih talina u području zavarivanja je usmjeren, pa će preveliki protok taline uzrokovati smanjenje čvrstoće. Uz to, predugo vrijeme zavarivanja uzrokovat će previsoku temperaturu zavara, što dovodi do izgaranja i propadanja zavara, uzrokujući tragove zavara na površini zavara, što rezultira prekomjernim zavarivanjem i smanjenjem čvrstoće. Predugo vrijeme zavarivanja i previše energije uzrokovat će previsoku temperaturu rastaljenog sloja, promjenu boje, raspadanje i krhkost zavarene plastike; a naprezanje na ivici zavarivanja koncentrirano je i na površini zavarivanja pojavljuje se udubljenje. Stoga je za postizanje veće čvrstoće zavarivanja potrebno odabrati prikladno vrijeme ultrazvučnog zavarivanja, koje će prekratko i predugo uzrokovati smanjenje zavarivačke čvrstoće.
4. Ultrazvučni pritisak za zavarivanje
Ultrazvučni pritisak zavarivanja odnosi se na statički pritisak koji glava za zavarivanje vrši na zavarivanje tijekom postupka zavarivanja, a primjena statičkog pritiska prenosi ultrazvučnu energiju na zavarivanje. U ultrazvučnom zavarivanju, kada je vrijeme zavarivanja fiksno, tlak se odnosi na površinu za zavarivanje kako bi se stvorio odgovarajući kontakt, što je vrlo važan faktor za čvrstoću. Unutar određenog raspona pritiska, s povećanjem tlaka, snaga zavarivanja će se povećavati. Kada je pritisak zavarivanja nizak, kontakt zavarenog spoja nije dobar, energija trenja ne može se učinkovito proizvesti, a ultrazvučna stopa iskorištenja energije je niska. Niži pritisak rezultirat će manje rastopljenim materijalom u zavarenom dijelu, što onemogućava stvaranje efektivnog zavara. Međutim, kada je pritisak zavarivanja previsok, to će dovesti do prebrzog isticanja taline, a talina će istjecati iz sile zavarivanja, što smanjuje skrućivanje rastopine potrebne za stvaranje glave za zavarivanje i smanjuje zavarivanje snaga. Prevelika sila uzrokovat će prekomjerno trenje, što će oslabiti relativno kretanje trenja između zavarenih dijelova, uzrokovati prekomjerno opterećenje aparata za zavarivanje i otežati zavarivanje. Pritisak zavarivanja ima velik utjecaj na čvrstoću zavarivanja tijekom ultrazvučnog zavarivanja najlona 66. Nešto niži tlak zavarivanja može zavarivanjem stvoriti deblju zonu pod utjecajem topline, što će učiniti da se više molekularnih lanaca, kristalnih zrna i vlakana pomiču okomito na sučelje za zavarivanje i poboljšati snagu zavarivanja. Ovi zavareni spojevi su pod pritiskom zavarivanja od 0,66MPa. Čvrstoća zavarivanja može doseći 70% najlona 66. Tlak zavarivanja treba uskladiti s vremenom zavarivanja kako bi se postigao bolji stupanj zavarivanja. Matsuoka [27] je otkrio da za termoplasti ojačane staklenim vlaknima, kada se amplituda zavarivanja održava konstantnom, povećanje pritiska zavarivanja može smanjiti vrijeme zavarivanja.
5. Dužina kruga i fiksni položaj
Dužina kruga i položaj stezanja tijekom ultrazvučnog zavarivanja također će utjecati na čvrstoću zavarivanja. S povećanjem duljine kruga u ispitivanju s jednim krugom, snaga zavarivanja će se smanjiti. Kada se dužina kruga poveća, to će uzrokovati koncentraciju napona zavarivačkog dijela i smanjiti čvrstoću. Stoga je za postizanje najbolje čvrstoće zavarivanja potrebno konstruirati kraću dužinu kruga i odabrati odgovarajuću dužinu prema vrsti spoja. Općenito, dužina kruga je često fiksna. Da bi se udovoljilo zahtjevima čvrstoće, spoj na krilu je kratak, područje zavarivanja malo i čvrstoća nije dovoljna; zglob na krilu je duži i prouzročit će otpad materijala. Dizajnirajte dužinu kruga. Promijenite parametre zavarivanja kako biste dobili najbolju čvrstoću zavarivanja. Qiu i sur. utvrdio je da će na nakovnju na kojem je zavareni spoj pričvršćen razmak između točke stezanja i dijela za zavarivanje utjecati na snagu zavarivanja. Kraća udaljenost pogoduje povećanju toplote koja nastaje trenjem, što može poboljšati čvrstoću zavarivanja. U stvarnoj proizvodnji dijelovi za zavarivanje imaju različite oblike i fiksni stezni položaj nije prikladan. Općenito, dijelovi za zavarivanje moraju biti stabilni u procesu zavarivanja.
6. Dubina ultrazvučnog zavarivanja
Tijekom postupka zavarivanja, kako se materijal na položaju zavarivanja topi, položaj glave za zavarivanje nastavit će padati, a rastopljeni materijal će se difundirati i skrutnuti na kraju zavarivanja. Debljina konačnog očvrslog materijala naziva se dubina prodiranja. U normalnim okolnostima postupak zavarivanja može se kontrolirati. Pomak glave zavarivanja prema dolje kontrolira dubinu prodiranja. Snaga zavarivanja u velikoj je vezi s mikrostrukturom zavarenog dijela, što je usko povezano s debljinom rastaljenog sloja i temperaturom zavarenog dijela tijekom postupka zavarivanja. Povećanjem pritiska zavarivanja ili vremena zavarivanja povećat će se taljenje i protok materijala tijekom postupka zavarivanja, a time i dubina prodiranja [29]. Ispravno prodiranje može povećati snagu zavarivanja, ali kada je proboj prevelik, često je potrebno više vremena za zavarivanje, što će prouzročiti prekomjerno zavarivanje materijala i smanjenje čvrstoće. Bez obzira na to kako mijenjate pritisak i vrijeme zavarivanja, morate dokazati odgovarajuću dubinu prodiranja kako biste osigurali da zavarivanje postigne veću čvrstoću.
7. Uticaj ultrazvučnih provodnih šipki
Rebra za vođenje energije dizajnirana su na zavarenim dijelovima, koji mogu koncentrirati energiju zavarivanja, smanjiti vrijeme zavarivanja, smanjiti koncentraciju napona zavarivačkog dijela i poboljšati čvrstoću zavarivanja. Uobičajena rebra za vođenje energije su u obliku trokuta, pravokutnika i polukruga. U ultrazvučnom zavarivanju često se za zavarivanje koriste čelici i zglobovi, a dizajn energetskih vodilica je također različit. Budući da tetive vodilica energije koncentriraju pritisak tijekom zavarivanja i podložne su većem stresu vibracija, tijekom postupka zavarivanja energija se koncentrira i koncentrira na vodilice energije. Pod djelovanjem pritiska, energetske vodilice će se prvo zagrijati i otopiti te pomaknuti na obje strane. Proširenje protoka [3o]. Liu i dr. predvidio je da dijelovi za zavarivanje s polukružnim rebrima za vođenje energije mogu imati najveću čvrstoću zavarivanja kod zavarivanja s odgovarajućim parametrima zavarivanja [31]. Devine [32] sugerirao je da su trokutasta rebra koja provode energiju s kutom vrha od 90 ° pogodna za većinu amorfnih plastika, dok su trokutasta rebra koja provode energiju s kutom vrha od 60 ° prikladna za polukristalnu plastiku i za polukristalnu plastiku. kristalna plastika, provodljiva Materijal koji se repom može otopiti može se stvrdnjavati dok teče okolo, što može prouzročiti nepotpuno zavarivanje materijala, pa energetski vodič nije potreban za zavarivanje u krilu. Pored toga, dodavanje rebara za vođenje energije povećava poteškoće zavarivanja i povećava troškove.
Metoda postavljanja parametara ultrazvučnog postupka zavarivanja mora strogo slijediti gornju teoriju i ne može se prilagoditi po volji. Tek kada shvatite princip i koristite ultrazvučnu opremu za zavarivanje, možete postati ugodni.
