Strukturni sastav ultrazvučnog aparata za zavarivanje plastike
Oprema za ultrazvučno zavarivanje sastoji se od preše, generatora, pretvarača, sirene, glave za zavarivanje i alata za podupiranje dijelova.
1 Ultrazvučni generator
Funkcija ultrazvučnog generatora je pretvaranje napona frekvencije snage (50 Hz ili 60 Hz) u napon ultrazvučne frekvencije. Mikroprocesor kontrolira ciklus zavarivanja i korisniku vraća korisničke informacije o zavarivanju putem korisničkog sučelja. Korisničko sučelje također omogućava rukovaocu da unese potrebne parametre zavarivanja.
Ultrazvučni zavarivač plastike
2 Sklop za zavarivanje / Sustav zvučne energije Sklop za zavarivanje pruža ultrazvučne mehaničke vibracije, koje se uglavnom sastoje od tri dijela: pretvarača, sirene i glave za zavarivanje, a fiksira se na prešu za zavarivanje u sredini roga. Komplet za zavarivanje je rezonator donekle sličan ugaonici. Rezonantna frekvencija kompleta za zavarivanje mora se usko podudarati sa frekvencijom električnog signala generatora (s razlikom manjom od 30 Hz).
2.1 Pretvarač
Inverzni piezoelektrični efekt pretvara napon ultrazvučne frekvencije od generatora u ultrazvučne mehaničke vibracije iste frekvencije. Sastoji se od nekoliko piezoelektričnih keramičkih limova stisnutih između dva metalna (obično titanova) bloka. Između limova nalazi se tanka metalna pločica koja tvori elektrode. Kada se sinusoidni električni signal dovede do pretvarača preko elektrode, piezoelektrični sloj se širi i skuplja, proizvodeći aksijalno kretanje od vrha do vrha od 15-20 μm. Pretvarač je precizni uređaj i njime treba rukovati pažljivo.
2.2 Rog
Rog ima dvije funkcije. Njegova glavna funkcija je pojačati mehaničke vibracije stvorene na kraju pretvarača i prenijeti vibraciju na glavu za zavarivanje. Druga funkcija je osigurati položaj kompleta za pričvršćivanje na presi za zavarivanje. Kada se ultrazvučna energija primijeni na pretvarač, truba se također širi i skuplja. Poput ostalih dijelova u kompletu za zavarivanje, sirena je uređaj za podešavanje, tako da mora također rezonirati na određenoj frekvenciji kako bi ultrazvučnu energiju prenio sa pretvarača na glavu za zavarivanje. Da bi mogao učinkovito funkcionirati, truba mora biti poluvalne duljine ili cijelog broja višestrukog od polutalasne dužine ultrazvučnog vala u svom proizvodnom materijalu. Generalno pola talasne dužine.
2.3 Glava za zavarivanje
Glava za zavarivanje dio je kompleta za zavarivanje koji daje energiju dijelovima koji se zavaruju. Poput trube, i glava za zavarivanje je uređaj za podešavanje, a mehaničko pojačanje je takođe omogućeno u većini aplikacija. Duljina glave za zavarivanje mora biti poluvalna ili poluvalna dužina ultrazvučnog vala u proizvodnom materijalu
Cijeli višekratnik od. To osigurava da kraj glave za zavarivanje ima dovoljnu amplitudu za postizanje zavarivanja. Amplituda je obično 30 ~ 120 μm. Dizajn dijelova koji se zavaruju i spoj spaja određuje veličinu i stil glave za zavarivanje. Oblik glave za zavarivanje vrlo je važan, jer naprezanje uzrokovano aksijalnim širenjem i stezanjem glave za zavarivanje može uzrokovati pucanje pri velikoj amplitudi. U nekim se primjenama glava za zavarivanje obrađuje s više aksijalnih utora. Ovo osigurava da maksimalna amplituda bude u uzdužnom smjeru. Kraj glave za zavarivanje prenosi ultrazvučnu energiju na dijelove koji se zavaruju. Krajevi trebaju biti posebno dizajnirani da odgovaraju dijelovima kako bi se osigurao maksimalan prijenos energije između glave za zavarivanje i dijelova. Obično se kraj glave za zavarivanje izrađuje u profil koji odgovara konturi dijela.
Da bi se spriječilo utiskivanje i smanjilo trošenje, aluminij mora biti obložen niklom ili hromom. Kada je potrebna otpornost na udar ili otpornost na habanje i kada se zavaruju umetnuti plastični ili ugrađeni metalni umetci, potrebne su čelične glave za zavarivanje. Čelična glava za zavarivanje ima malu čvrstoću na zamor i koristi se samo u prilikama male amplitude. Složeni dijelovi, dijelovi posebnog oblika ili velike veličine obično zahtijevaju složene glave za zavarivanje (glave za zavarivanje dijete-žena). Trenutno je osnovna glava za zavarivanje izrađena od aluminija, titana ili čelika, a sekundarne glave za zavarivanje povezane su s osnovnom glavom za zavarivanje i vode energiju.
3 Pritisnite
Preša se koristi za fiksiranje kompleta za zavarivanje i primjenu sile potrebne za zavarivanje. Sastoji se od osnove za učvršćenje učvršćenja i zračnog cilindra za primjenu sile. Preša je opremljena manometrom i regulacijskim ventilom za podešavanje sile zavarivanja. Treba imati na umu da specifični manometar podešen na ultrazvučnoj opremi za zavarivanje nije nužno jednak sili zavarivanja koju pruža drugi zavarivač sa istim manometrom. Sila zavarivanja treba biti kalibrirana manometrom kako bi se sila zavarivanja izravno usporedila između različitih zavarivača. Na preši se nalazi i ventil za kontrolu protoka za podešavanje brzine glave za zavarivanje koja se približava dijelu koji se zavaruje. Neka oprema za zavarivanje koristi sistem elektromagnetskog pritiska za zamjenu tradicionalnog cilindra, koji može bolje kontrolirati prilaznu brzinu, što je korisno kod zavarivanja malih ili preciznih dijelova.
4 Alat za podršku
Podnožje za prešu učvršćuje alat koji podupire dijelove tijekom postupka zavarivanja. Alat za potporu je posebno dizajniran da spriječi pomicanje donjeg dijela kada se primjenjuje ultrazvuk. Obično se obrađuje u oblik koji se u potpunosti podudara s površinskom konturom dijela. Okovi se kreću od jednostavnih do složenih, ovisno o dizajnu dijela. Donji dijelovi moraju biti čvrsto postavljeni i oslonjeni. Učvršćenje ili podnožje trebaju biti podesivi kako bi se osiguralo da je dio okomit na glavu za zavarivanje. Armatura se može obraditi od više materijala. Nehrđajući čelik je najbolji izbor jer se lako obrađuje i polira. Posebni uređaji sada se mogu obrađivati direktno putem CAD podataka. Veći, složeni, čudnog oblika ili mali dijelovi šarže obično se stegnu lijevanjem mekog poliuretana.
