HUR ULTRASONISK PROCESS ARBETAR
Vid ultraljudsvetsning appliceras högfrekventa vibrationer på två delar av ett vibreringsverktyg, vanligen kallat "horn" eller "sonotrode". Svetsning uppstår som ett resultat av friktionsvärme genererad vid gränssnittet mellan delarna. Ultraljudsvibrationerna skapas av en serie komponenter - strömförsörjning, omvandlare, booster och horn - som levererar mekanisk vibration till delarna.
Strömförsörjningen tar en vanlig elektrisk spänning och omvandlar den till en driftsfrekvens. I följande exempel kommer vi att använda en gemensam ultraljudsvetsfrekvens på 20 kHz, men svetsning kan ske över 15 till 60 kHz för att tillgodose specialiserade behov. Vid drift sänder strömförsörjningen elektrisk energi vid den angivna frekvensen via en RF-kabel till omvandlaren. Omvandlaren använder piezoelektriska keramik för att omvandla den elektriska energin till mekaniska vibrationer vid strömförsörjningsfrekvensens driftsfrekvens. Denna mekaniska vibration ökar eller minskas baserat på booster och hornkonfiguration. Den korrekta mekaniska vibrationsamplituden bestäms av en applikationsingenjör och baseras på de termoplastiska materialen som används i delarna.
De delar som ska svetsas sätts under en mekanisk belastning, i allmänhet med ett pneumatiskt manöverorgan som håller booster och horn. Under denna belastning överförs de mekaniska vibrationerna till gränssnittet mellan materialytorna, vilket fokuserar vibrationerna för att skapa intermolekylär och ytfriktion. Denna friktion skapar värme och en efterföljande smält, vilken stelnar in i ett svetsat bindemedel.
Grundkomponenterna i ett ultraljudssystem är en strömförsörjning, ett ställdon och en stapel. Strömförsörjningen tar linjespänning vid en nominell 120-240V och omvandlar den till en högspänningsfrekvenssignal. Den innehåller också programmering som är nödvändig för att manövrera manöverdonet och stapla på ett kontrollerat sätt för att uppnå önskat svetsresultat. Manöverdonet, antingen pneumatiskt eller elektriskt servo, och tillgängligt som fristående bänkskiva eller integrerad i ett automatiserat system, flyttar ultraljudsverktyget mot de delar som ska anslutas. Det applicerar den nödvändiga kraften på materialen för att skapa svetsförhållanden.
Ultraljudstacken fullbordar systemet. Den överför vibrerande energi genom direktkontakt med delarna till tätningsytan. Stacken består vanligen av tre föremål: omvandlaren eller omvandlaren (beskriven ovan), som innehåller de piezoelektriska keramiska kristallerna som oscillerar vid frekvensen av den applicerade strömförsörjningssignalen. Eftersom dessa kristaller svänger, expanderar de fysiskt och kontraherar, vilket skapar mätbar mekanisk rörelse (refererad till som topp-till-topp-amplitud) i transduktorens utgångssida.
Den andra sektionen, booster, med en fästring i mittavsnittet, tjänar två funktioner: Den fungerar som en monteringspunkt för stapeln i ställdonet, och tjänar även till att förstärka eller minska den utgående rörelse som skapas i omvandlaren.
Den tredje och sista delen av stapeln är hornet (sonotrode) som kommer att kontakta de delar som ska anslutas. Hornet kommer att utformas så att det passar profilen för styva delar som ska förenas eller kan ha en tätningsprofil som läggs till sitt kontaktyta i en film / textilapplikation. För varje applikation är hornet utformat för att kombinera med andra stapelkomponenter för att nå den optimala nivån av amplitudutmatningen så att ultraljudsvetsning kan ske så effektivt som möjligt.
Hitta en professionell ultraljudsutrustning?
Klicka Altrasonic Technology för att inse det!
