Ultraäänihitsauksen perusperiaate on muuntaa suurtaajuinen sähköenergia suurtaajuiseksi tärinämekaaniseksi energiaksi. Tämä edestakaisin tärinä välittyy kestomuoviin tai metalliin, ja kitkaa ja lämpöä syntyy muovin ja muovin, muovin ja metallin tai metallin ja metallin rajapinnalla. Ultraäänihitsauksessa kitka tuottaa lämpöä sulattaa kaksi materiaalipintaa yhteen. Ultraääniittauksessa hitsauspää ohjaa sulan muovin virtausta, osien muodostamista ja puristamista. Ultraäänimutteriasennuksessa hitsauspää ajaa metallimutterin muoviin. Ultraäänihitsausjärjestelmällä on useita kokoonpanovaihtoehtoja, mukaan lukien eri taajuudet (15Khz-50Khz), eri tehot (600W-4800W) ja erilaiset muodot, kuten pneumaattiset ultraäänihitsauskoneet, servo-ultraäänihitsauskoneet, kädessä pidettävät hitsauskoneet, ei standardihitsauskoneet, metallinen ultraäänihitsauskone ja niin edelleen.
On myös monia tekijöitä, jotka vaikuttavat ultraäänihitsauksen onnistumiseen: muotti (mukaan lukien ylempi hitsauspää ja alempi pohjamuotti), taajuus, materiaali, hitsisuunnittelu, hitsausparametrit ja osien ruiskupuristus.
1. Hitsausjärjestelmän taajuus Tyypillisen ultraäänihitsausjärjestelmän taajuus on 15 kHz, 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz ja 40 kHz. On tarpeen valita sopiva hitsaustaajuus tuotekoon, sisäisten komponenttityyppien, lujuuden ja ulkonäön vaatimusten mukaisesti. Yleensä voit viitata seuraaviin periaatteisiin:
Käytä pienten ja tarkkojen elektroniikkatuotteiden (mukaan lukien piirilevyt ja mikroelektroniikkakomponentit) kuorihitsaukseen hitsaukseen suurtaajuista 40 kHz hitsauslaitetta. 40KHz: n hitsauskoneella on pienempi amplitudi ja pienin hitsauspaine, mikä voi välttää tuotteen sisäisten elektronisten komponenttien vaurioitumisen.
Tuotteille, jotka ovat pieniä ja vaativat luokan A pinnan ulkonäköä. Se hitsataan 40KHz hitsauskoneella, joka voi parantaa ulkonäköä pienen amplitudin ja paineen vuoksi.
Käytä keskikokoisten ja suurikokoisten osien hitsaamiseen matalataajuista 15KHz tai 20Khz hitsauskonetta.
Pehmeämmille materiaaleille, kuten PP: lle, ja ohutseinäisille tuotteille, joiden jäykkyys on heikkoa, hitsaukseen käytetään matalataajuista ja suurta amplitudista 15KHz hitsauskonetta.
Kaukahitsauksessa eli hitsauspää on kaukana hitsaussaumasta, esimerkiksi kun se on yli 12 mm, hitsaukseen käytetään matalataajuista ja suurta amplitudista 15KHz hitsauskonetta.
20KHz hitsauskone soveltuu useimpien pienten ja keskisuurten tuotteiden hitsaamiseen, ja se on myös tällä hetkellä eniten käytetty ultraäänitaajuus.
2. Materiaali Muovien ultraäänihitsaus soveltuu vain kestomuovien hitsaamiseen. Koska ne voivat sulaa tietyllä lämpötila-alueella. Lämpökovettuva muovi hajoaa kuumennettaessa eikä sitä voida hitsata ultraäänellä.
Kestomuovien hitsattavuus riippuu materiaalin jäykkyydestä tai kimmomoduulista, tiheydestä, kitkakertoimesta, lämmönjohtavuudesta, ominaislämpökapasiteetista, lasittumislämpötilasta Tg tai sulamislämpötilasta Tm.
Jäykillä muoveilla on yleisesti ottaen erinomainen hitsaus pitkällä kentällä, koska niitä on helpompi siirtää tärinäenergiaa. Pehmeitä muoveja, joilla on pieni kimmomoduuli, on kuitenkin vaikeampaa hitsata, koska ne vaimentavat ultraäänivärähtelyjä. Päinvastoin on tällöin ultraääniitoitus tai pistehitsaus. Mitä pehmeämpi muovi, sitä helpompaa on niittaa tai pistehitsausta.
Yleensä muovit voidaan jakaa kahteen tyyppiin: ei-kiteinen (amorfinen) ja kiteinen. Ultraäänienergia siirtyy helposti amorfisissa materiaaleissa, joten amorfiset muovit on helppo ultraäänihitsaus. Ultraäänienergiaa ei siirry helposti kiteisissä materiaaleissa, joten kiteisten muovien hitsauksessa tarvitaan suurempaa amplitudia ja energiaa, ja hitsin tulee olla huolellisesti suunniteltu.
Tekijöitä, jotka voivat edelleen vaikuttaa juotettavuuteen, ovat kosteuspitoisuus, hometta vapauttavat aineet, voiteluaineet, pehmittimet, täyteaineiden tehostajat, pigmentit, palonsuoja-aineet ja muut lisäaineet sekä varsinainen hartsilaatu. Lisäksi on huomattava, että eri materiaalien yhteensopivuusaste on erilainen. Jotkut materiaalit ovat tietyssä määrin yhteensopivia tiettyjen laatujen välillä, kun taas toiset ovat yhteensopimattomia.
Lopuksi harkitse, onko hitsaus lähi- tai kaukahitsaus. Kun etäisyys asemasta, jossa hitsauspää koskettaa osaa hitsauslevyyn, on alle 6 mm, sitä kutsutaan lähikenttähitsaukseksi. Suurempi kuin 6 mm' kutsutaan kaukohitsaukseksi. Mitä suurempi etäisyys, sitä suurempi tärinänvaimennus on, ja sitä vaikeampaa on hitsata.
3. Hitsausliitoksen suunnittelu Kriittisin ja tärkein ultraäänihitsaukseen vaikuttava tekijä on liitoksen suunnittelu. Kun osat ovat suunnitteluvaiheessa, insinöörien tulisi harkita ja arvioida huolellisesti. Hitsatuilla liitoksilla on erilaisia malleja, joilla jokaisella on omat ominaisuutensa ja edut. Suunnittelun valinta riippuu muovityypistä, osageometriasta, hitsausvaatimuksista, ruiskuvaluominaisuuksista ja ulkonäön vaatimuksista.
Tyypillinen liitosrakenne: kolmion muotoinen energiaohjainrivat. Tämä on yleisimmin käytetty muoto ultraäänihitsauksessa ja helpoin muotoilu injektoitavaksi. Sille on ominaista pieni kohotettu kolmio tasossa, ja kolmion yläosa on 90 tai 60 astetta. Koska sen terävän pisteen muotoilu on helppo ohjata ja keskittää tärinäenergiaa, sitä kutsutaan energiaa ohjaaviksi kylkiluiksi.
Askelmasauman muotoilu on helppo ruiskuvalua varten, ylä- ja alaosat voidaan sijoittaa itse, hitsauslujuus on suuri ja sula materiaali virtaa pystysuoraan aukkoon.
Uurrettu saumarakenne, ylä- ja alaosat voidaan sijoittaa itse, erittäin luja, hyvät tiivistysominaisuudet ja ei vilku sisä- ja ulkopuolella. Haittana on, että vaaditaan tietty seinämän paksuus.
Leikkaussauman muotoilua käytetään yleensä hitsattaessa pienikokoisia tuotteita, jotka vaativat lujaa tiivistystä, ja se soveltuu erityisen hyvin kiteisten muovien hitsaamiseen.
Huiviliitokset, joita käytetään yleensä pyöreiden tai elliptisten muotojen osissa, tarjoavat suuren lujuuden ja korkean tiivisteen, ja ne soveltuvat erityisen hyvin kiteisten muovien hitsaamiseen.
Ota yhteyttä ultraäänivalmistajan insinööriin tai myyjään saadaksesi selville, mikä hitsausrakenne sopii tuotteellesi.
4. Työkalut ja hitsauspää Yleisesti ottaen asiakkaat valitsevat saman tuotemerkin työkalut ja hitsauspäät kuin hitsauskoneen. Itse asiassa voit vapaasti valita muiden tuotemerkkien tarjoaman työkalun ja hitsauspään, kunhan hitsauspäiden taajuus on sama kuin laitteiden.
Hitsauspään materiaali voi valita alumiiniseosta, titaaniseosta ja kovametalliterästä. Työkalumateriaalit voivat valita alumiiniseosta, ruostumatonta terästä ja hartsimuottia. Materiaalin valinnassa on yleensä otettava huomioon muovityyppi, materiaalin lasikuitupitoisuus, liitoksen rakenne ja koko, hitsauslujuus ja käyttöikä. Esimerkiksi käyttöiän pidentämiseksi karbiditeräksen hitsauspää on sopiva valinta.
