Četiri faze ultrazvučnog zavarivanja
Posljednjih decenija, uz veliku primjenu plastike i kompozitnih materijala u industrijskoj proizvodnji i svakodnevnom životu, kao i brzi razvoj elektronike i nastoj novih visokomoćnih prevodnika, plastične ultrazvučne plastične mašine za zavarivanje karakteriziraju njihova brza brzina zavarivanja i šav za zavarivanje. Prednosti dobrog kvaliteta, laka automatizacija, te podešljivost za masovnu proizvodnju su široko korištene i postaju najčešće korištena metoda plastičnog zavarivanja.
1. Princip i proces ultrazvučnog zavarivanja
Osnovni princip ultrazvučne plastične mašine za zavarivanje je da koristi ultrazvučne frekvencijske mehaničke vibracije (frekvencija je 10~70kHz, amplituda je 1~250μm) za djelovati na plastične dijelove, uzrokujući lokalno grijanje pod pritiskom (grijanje je zbog kombiniranog efekta površinskog i molekularnog trenja) Rezultat) i topljenje da se formira zavarivanje. Ultrazvučni proces zavarivanja je podijeljen u 4 faze:
Faza 1: Glava za zavarivanje kontaktira dio, pritiska i počinje vibrirati. Toplota trenja topi rebra koja provode energiju, a topljenje teče u površinu zgloba. Kako se rastojanje između dva dijela umanjuje, pomjerenje zavarivanja (sniženje udaljenosti između dva dijela zbog protoka topljenja) počinje da se povećava. Zavarivanje se u početku brzo povećava, a zatim usporava kada se rastopljene rešetake energetskog vodiča rašire i kontaktiraju površinu donjeg dijela. U fazi trenja čvrstog stanja, toplota se stvara zbog energije trenja između dvije površine i unutrašnjeg trenja u dijelu. Zagrijavanje trenja uzrokuje zagrijanje polimernog materijala do tališta. Kalorička vrijednost zavisi od frekvencije djelovanja, amplitude i pritiska.
Druga faza: povećanje brzine topljenja uzrokuje povećanje pomaka zavarivanja i kontakt između površina dva dijela. U ovoj fazi se formira tanak rastopljeni sloj, a debljina rastopljenog sloja se povećava zbog kontinuiranog zagrija. Toplota u ovoj fazi nastaje viskoznom disipcijom.
Treća faza: debljina sloja otopine u zavari ostaje nepromenjena i sa stalnom raspodjelom temperature dolazi do topljenja stabilnog stanja.
Faza 4: Nakon postavljenog vremena ili određene energije, nivoa snage ili udaljenosti, struja je isključena, ultrazvučna vibracija prestaje, i počinje četvrta faza. Pritisak se održava tako da se dio dodatnog topljenja iscijedi iz površine vezivanja. Do maksimalnog pomaka dolazi kada se zavar ohladi i učvrsti, a dolazi do intermolekularne difuzije.
