Princip i teorija ultrazvučnog aparata za zavarivanje plastike
Brzim razvojem industrije materijala primjena kompozitnih materijala kao što su plastika i metali male težine, niskog trenja, otpornosti na koroziju i jednostavna obrada privukla je veliku pažnju. Razni proizvodi od plastike prodrli su u različita područja svakodnevnog života ljudi, a naširoko se koriste i u zrakoplovstvu, brodogradnji, automobilima, električnim uređajima, ambalaži, igračkama, elektronici, tekstilu i drugim industrijama. Međutim, zbog faktora kao što je postupak injekcijskog lijevanja, značajan broj plastičnih proizvoda s kompliciranim oblicima ne može se odjednom ubrizgati, što zahtijeva lijepljenje, a postupci lijepljenja i toplotnog zatvaranja plastike koji se koriste dugi niz godina prilično su dobri unazad, ne samo neučinkovito, već i povezivanje. Sredstvo ima i određenu toksičnost, uzrokujući probleme poput zagađenja okoline i zaštite na radu. Tradicionalni postupak se ne može primijeniti na razvojne potrebe moderne industrije plastike, tako da nova tehnologija prerade plastike. Utrazonski aparat za zavarivanje plastike ne mora dodati ljepilo, punilo ili otapalo za zavarivanje plastičnih proizvoda, niti treba trošiti puno izvora topline . Ima prednosti jednostavnog rada, velike brzine zavarivanja, visoke čvrstoće zavarivanja i visoke efikasnosti proizvodnje. Stoga se ultrazvučna tehnologija zavarivanja sve više i više koristi.
Princip rada ultrazvučne mašine za zavarivanje plastike:
Kad ultrazvučni talasi djeluju na kontaktnu površinu termoplastične plastike, stvaraju se visokofrekventne vibracije desetine tisuća puta u sekundi. Ova visokofrekventna vibracija dostiže određenu amplitudu, a ultrazvučna energija se prenosi u zonu zavarivanja gornjim zavarivanjem, jer su zona zavarivanja dva zgloba na zavarenim spojevima imaju veliki zvučni otpor, pa se stvaraju lokalne visoke temperature. Štoviše, zbog loše toplinske vodljivosti plastike ne može se raspršiti na vrijeme i skupiti se u zoni zavarivanja, tako da se kontaktne ploče dvije plastike brzo tope, a nakon određenog pritiska integriraju se u jedno. Kad se ultrazvučni val zaustavi, pustite da pritisak traje nekoliko sekundi kako bi se očvrsnuo, formirajući tako snažan molekulski lanac za potrebe zavarivanja, snaga zavarivanja može biti blizu jakosti sirovine. Kvaliteta ultrazvučnog zavarivanja plastike ovisi o amplitudi glave zavarivanja pretvarača, primijenjenom tlaku i vremenu zavarivanja. Vrijeme zavarivanja i tlak zavarivačke glave mogu se podesiti. Amplituda je određena pretvornikom i rogom. Ove tri količine imaju pogodnu vrijednost jedna za drugu. Kad energija pređe odgovarajuću vrijednost, količina topljenja plastike je velika, a materijal za zavarivanje se lako deformiše; ako je energija mala, zavarivanje je teško, a primijenjeni tlak se ne može povećati. Ovaj optimalni tlak je produkt duljine stranice zavarenog dijela i optimalnog tlaka na 1 mm ivice. Ultrazvučno zavarivanje je visokotehnološka tehnologija za zavarivanje termoplastične tehnologije. Različiti termoplastični dijelovi od gume mogu se obraditi ultrazvučnim zavarivanjem bez dodavanja otapala, ljepila ili drugih pomoćnih proizvoda. Prednost je povećati produktivnost, smanjiti troškove i poboljšati kvalitetu proizvoda.
Generator generira visokonaponski visokofrekventni signal 20KHZ (ili 15KHZ) putem sustava za pretvorbu, pretvara signal u visokofrekventnu mehaničku vibraciju koja se primjenjuje na obradak plastičnih proizvoda, kroz radnu površinu i unutarnju intermolekularno, trenje uzrokuje porast temperature na sučelju. Kad temperatura dosegne talište samog radnog komada, otvor za zavarivanje radnog komada se brzo topi, a zatim se popunjava jaz između sučelja. Kada se vibracije zaustave, radni komad se istovremeno hladi i fiksira pod određenim pritiskom kako bi se postiglo savršeno zavarivanje.
Kako zvuči ultrazvučno zavarivanje?
Princip ultrazvučnog zavarivanja je pretvaranje struje 50/60 Hz u 15, 20, 30 ili 40 kHz pomoću ultrazvučnog generatora.
Pretvorena električna energija visoke frekvencije ponovo se pretvara istofrekventnim mehaničkim kretanjem pomoću pretvarača, a zatim se mehaničko kretanje prenosi na zavarivački rog kroz skup opreme amplitudnog modulatora koji može mijenjati amplitudu.
Rog za zavarivanje prenosi primljenu vibracijsku energiju na spoj radnog predmeta koji se zavari, u ovom se području vibracijska energija pretvara u toplinsku energiju trenjem kako bi se talina rastelila. Ultrazvuk se ne koristi samo za zavarivanje tvrdih termoplastika, već i za obradu tkanina i filmova.
