Potentiella fallgropar i ultraljudsplastsvetsning
Ultraljudssvetsning är snabb, kräver inga förbrukningsvaror och kan appliceras på en mängd olika applikationer. Dessutom är utrustningskostnaderna relativt låga. Ultraljudssvetsning kan skapa starka, hermetiska svetsar som är visuellt tilltalande. Vissa konstruktionshänsyn måste dock beaktas för att säkerställa optimala resultat.
Ytskador och sprickor av funktioner kan ibland vara resultatet av applicering av ultraljudsenergi på en enhet. Dessutom kan vissa designval utesluta att starka och konsekventa svetsar bildas. Här är några vanliga ultraljudssvårigheter och hur man kan förhindra dem.
Del Gouging
Gouging uppstår när passningen mellan sonotroden och delen inte är korrekt. Om delen är konturerad, är det viktigt att konturen på sonotroden stämmer överens med konturen för delen. Om delen och sonotroden är formade på ett annat sätt kommer sonotroden att pressa på delytan och orsaka markering. Sonotrodes kanter kan också lämna vittnesmärken.
För att förhindra denna typ av markering kan det hjälpa till att sätta en generös radie på hornkanterna och få konturen av sonotroden polerad för att matcha delen. Vänligen kontakta sonotrode-tillverkaren innan du ändrar verktyget. En sonotrode är ett akustiskt instrument och som sådan kan allt borttagande av material påverka dess funktion.
Textur Marring
Om sonotroden används för att komma i kontakt med en texturerad yta, kan strukturen smälta under svetsning. Ultraljudsenergi koncentreras på små kontaktytor, och en strukturerad yta ger just det. Detta gör det troligt att en del av delytan smälter när de utsätts för ultraljudsvibrationer. För att förhindra detta, placera en film mellan sonotrode och delen som buffert.
Ytbrenning
Bränning kan orsakas när ultraljudsvibrationer får delen att agera som ett membran och båge inåt och utåt när vibrationer rör sig genom delen. Denna cykliska belastning kan leda till intern uppvärmning, vilket kan resultera i ett brännmärke i mitten av delen. Ofta kallas "membran", detta fenomen är mer troligt att uppstå om den del som kontaktas är tunn.
Skador på delytan kan också orsakas av kavitation av luften som fångas mellan sonotroden och delen. Luft som fångas mellan hornet och delytan kan värmas upp tillräckligt för att bränna delen under den snabba komprimering och expansion som inträffar när hornet vibrerar.
Dessa effekter kan ofta förhindras genom användning av en nodkolv, som kan dämpa mitten av delen under svetsningen och förhindra att luft fångas mellan hornet och delen. En nodkolv är en fjäderbelastad dämpare som är monterad inuti sonotroden.
Degating
När delarna vibrerar under ultraljudssvetsning är alla områden med spänningskoncentration känsliga för uppvärmning. Av denna anledning kan ett litet drag med vassa radier bryta av aggregatet under svetsning. Tunna väggar kan också brännas. Det är därför ultraljud kan användas för att degradera delar från en löpare genom att kontakta spruen med en sonotrode.
Förhindra detta genom att utforma radierna så stora som möjligt och undvik att använda tunna väggar för att ansluta stora delar av enheten.
Ojämn svetsning
Det finns några potentiella orsaker till ojämn svetsning. Det vanligaste är inkonsekvent energi vid fogen på grund av variationer i sonotrode-kontaktytan eller fogytan. Ultraljudsenergi rör sig som en våg genom sonotroden in i delen. Om ytan där sonotroden kommer i kontakt med delen är ojämn, kan ultraljudvågens amplitud också vara ojämn.
Amplitude är måttet på förskjutning från topp till topp, som är direkt relaterad till hur mycket ultraljudsenergi som appliceras på delen. När detta varierar varierar värmen i fogen, och detsamma svetsstyrka eller kvalitet. Detta kan också inträffa när kontaktytan för sonotrode är plan och jämn, men avståndet från detta plan till delen är inkonsekvent. Ultraljudsenergin försvinner snabbt när den rör sig genom delen, så variationer i detta köravstånd kommer att leda till ojämn svetsning.
En annan sak att vara uppmärksam på är att tillhandahålla en konsekvent gemensam design. Om energidirektorns höjd eller skjuvförbandets bredd inte är densamma i hela delen kommer svetsstyrkan heller inte att vara densamma. I själva verket kanske vissa områden inte svetsar alls.
Slutligen, se till att det inte finns några tomrum i delutformningen mellan hornkontaktytan och fogen. Ultraljudsenergi kommer inte att resa genom luften
