Hur ultraljudssvetsmaskinen genererar värme?
Ultraljud svetsteknik är en vanlig teknik inom plastsvetsning på grund av dess fördelar med ekonomi, tillförlitlighet och enkel automatisering integration. Till skillnad från traditionella värmekällor, som genererar värme i direkt kontakt med plast, genererar ultraljudssvetsning värme genom friktion.
1. Amplitud, frekvens och våglängd
Vid ultraljudssvetsning överförs längsgående vågor i form av höga frekvenser, vilket resulterar i mekaniska vibrationer med låg amplitud. Svetsmaskinens elektriska energi omvandlas till mekanisk energi för fram- och återgående rörelse. För att förstå förhållandet mellan amplitud, frekvens och våglängd, och hur de relaterar till värmeproduktion, måste vi förstå huvudkomponenterna i en ultraljudssvetsmaskin.
Huvudkomponenterna i en ultraljudssvetsmaskin är en kraftgenerator, en givare, en amplitudmodulator (ibland kallad ett horn) och ett svetshuvud. Kraftgeneratorn omvandlar en 50-60Hz strömförsörjning med en spänning på 120V / 240V till en strömförsörjning som arbetar vid 20-40Khz med en spänning på 1300V. Denna energi tillförs givaren, som använder den skivformade piezoelektriska keramiken för att omvandla den elektriska energin till mekanisk vibration, det vill säga när en högfrekvent ström passerar genom den piezoelektriska keramiken, kommer den piezoelektriska keramiken att generera töjningsförskjutning.
Omvandlaren överför vibrationen till amplitudmodulatorn. Amplitudmodulatorn förstärker amplituden hos ultraljudsvågen och fortsätter att överföra den till svetshuvudet. Hornet fortsätter att förstärka amplituden hos ultraljudsvågorna och kommer i kontakt med delen.
I slutändan överförs energin till de svetsade ribbplatserna för de två delarna av enheten. Eftersom svetsribban är konstruerad med en skarp punkt koncentreras energin vid punktens punkt och friktionsvärmen genereras under trycket. Denna värme genereras av två typer av friktion, en är ytfriktionen mellan de övre och nedre delmaterialen och den andra är den intermolekylära friktionen i materialet. Det är värmen som genereras av friktion som gör att de övre och nedre delarna smälter och sammanfogas på svetsplatsen.
2. Förstå uppvärmningshastigheten
För samma material bestämmer tre faktorer uppvärmningshastigheten: frekvens, amplitud och svetstryck. För befintlig utrustning, såsom 15Khz, 20Khz, 30Khz eller 40Khz maskiner, är frekvensen fixerad. Så uppvärmningshastigheten kan vanligtvis ändras med svetstrycket. Generellt, ju högre tryck, desto snabbare uppvärmningshastighet. Alternativt kan du variera amplituden, som med tryck, ju större amplitud, desto snabbare uppvärmningshastighet.
Naturligtvis kan överdrivet tryck och amplitud också påverka svetskvaliteten negativt, såsom att orsaka materialnedbrytning, läckor, sprickor och blixt. Därför kräver ultraljudssvetsning en process för att optimera processparametrar. Efter att parametrarna har bestämts kan svetsprocessen uppnå en stabil effekt med snabb hastighet och hög svetshållfasthet. Det är därför ultraljudssvetsning används ofta i massproduktion.
3. Tid, avstånd, kraft och energi
Mängden värme som krävs för svetsning beror på materialtyp, svetsdesign och utrustningsspecifikationer. Den traditionella metoden för att styra värme är att svetsa efter tidsläge, det vill säga svetsning under en viss tid, såsom 0,2-1s (i allmänhet mindre än 1s). Men med dagens ultraljudssvetsutrustning är det ofta möjligt att ställa in och övervaka svetsavstånd, kraft och energi. Med rätt utbildade operatörer kan parameterjusteringar också göras efter faktiska förhållanden och olika material, vilket resulterar i konsekventa svetsresultat. Detta förbättrar också flexibiliteten och tillförlitligheten vid svetsning avsevärt.
