Ultraäänihitsausprosessin parametrien asettaminen

Ultraäänihitsausprosessin parametrien asettaminen

Ultraäänihitsauksen prosessiparametriasetus sisältää ultraäänihitsaustehon, ultraäänitaajuuden, ultraäänia amplitudit, ultraäänihitsauspaineen, ultraäänihitsausajan jne.

l. Ultraäänen taajuus

Ultraäänihitsauksen työtaajuus on yleensä 15-40 kHz, ja materiaalit, joilla on huono vaste alhaiselle taajuudelle, kuten PvC, PE jne., voidaan hitsata suurella taajuudella, mikä voi vähentää materiaalin vaurioita. Korkeataajuuksinen ultraäänienergian siirto on keskittynyt, ja korkeataajuista ultraäänihitsausta voidaan käyttää joihinkin herkkiin osiin. Ultraäänihitsauksen aikana ultraäänilaitteiden deviritysilmiö johtuu kuorman muutoksesta, mikä tekee hitsauslujuuden vahvemmaksi. Yleensä hitsauskoneen työtaajuuden määritystäson jälkeen akustinen järjestelmä on pidettävä resonanssissa.

Seuraava yhtälö voi kuvata ultraäänen tehoa:

P=μSnv=-2Aω/π=4usaf

Kaavassa P ultraääniteho; F staattinen paine; S-juotosliitosalue; v suhteellinen nopeus; Amplitudi; μ kitkatekijä; w on kulmataajuus; f on värähtelytaajuus.

2. Ultraääni amplitudi

Hitsaus suuremmalla toimintataajuudella ja amplitudilla voi lyhentää hitsausaikaa ja parantaa työtehoa. Eri materiaaleille on optimaalinen hitsausastudi, kuten taulukosta 1 käy ilmi. Ultraäänihitsauksen pieni amplitudi on 20 μm. Yleensä on suositeltavaa käyttää 40 μm:n amplitudia. Koska liian suuri amplitudi aiheuttaa usein väsymystä ja vaurioittaa ultraäänivirtalähdettä, ultraäänia amplitudivaatimukset ovat yhdenmukaisia ultraäänivirtalähteen kanssa.

Vuonna 1212.png

3. Ultraäänihitsausaika

Hitsausaika tarkoittaa aikaa, jolloin ultraäänienergiaa vapautuu hitsausprosessin aikana. Hitsausaika on liian lyhyt, eikä energia riitä aiheuttamaan luotettavaa hitsausliitosta. Hitsausajan lämmetessä hitsaus voi imeä enemmän energiaa, hitsauspinnan lämpötila nousee, hitsausalue kasvaa ja hitsauksen läpäisykyky kasvaa niin, että hitsauslujuus kasvaa [22-24]. Liian pitkä hitsausaika johtaa kuitenkin hitsausmateriaalin liialliseen sulamiseen ja aiheuttaa enemmän välähdystä. Näiden sulamiset hitsausalueella ovat suuntaavia, joten liian suuri sulamisvirtaus vähentää lujuutta. Lisäksi liian pitkä hitsausaika aiheuttaa hitsauksen lämpötilan liian korkean, jolloin hitsaus palaa ja hajoaa, mikä aiheuttaa hitsausjälkiä hitsauksen pinnalle, mikä johtaa ylihitsaukseen ja lujuuden heikkenemiseen. Liian pitkä hitsausaika ja liian suuri energia aiheuttavat sulan kerroksen lämpötilan liian korkean, värjäytymisen, hajoamisen ja hitsattavan muovin hajoamisen; ja hitsausreunan rasitus on keskittynyt, ja hitsauspinnalle ilmestyy sisennys. Siksi hitsauslujuuden lisäämiseksi on tarpeen valita sopiva ultraäänihitsausaika, liian lyhyt ja liian pitkä aiheuttaa hitsauslujuuden vähenemisen.

4. Ultraäänihitsauspaine

Ultraäänihitsauspaineella tarkoitetaan hitsauspään hitsauksen aikana hitsaukseen soveltavaa staattista painetta, ja staattisen paineen soveltaminen välittää hitsaukseen ultraäänienergiaa. Ultraäänihitsauksen aikana, kun hitsausaika on kiinteä, paine liittyy hitsauspintaan sopivan kosketuksen muodostamiseksi, mikä on erittäin kriittinen tekijä lujuuden kannalta. Tietyllä painealueella paineen kasvaessa hitsauslujuus kasvaa. Kun hitsauspaine on alhainen, hitsauksen kosketus ei ole hyvä, kitkaenergiaa ei voida tuottaa tehokkaasti ja ultraäänen energian käyttöaste on alhainen. Alhaisempi paine vähentää hitsatussa osassa sulaa materiaalia, mikä tekee tehokkaan hitsin muodostamisen mahdottomaksi. Kun hitsauspaine on liian korkea, sulaminen kuitenkin virrata liian nopeasti, ja sulaminen virtaa ulos hitsausvoimasta, mikä vähentää hitsauspään muodostumiseen tarvittavan sulan kiinteytymistä ja vähentää hitsauslujuutta. Liiallinen voima aiheuttaa liiallista kitkaa, joka heikentää hitsaamisen välistä suhteellista kitkaliikettä, aiheuttaa hitsauskoneeseen liiallista kuormitusta ja vaikeuttaa hitsausta. Hitsauspaine vaikuttaa voimakkaasti hitsauslujuusvoimaan nailon 66:n ultraäänihitsauksen aikana. Hieman alhaisempi hitsauspaine voi saada hitsauksen tuottamaan paksumman lämpövaikutteisen vyöhykkeen, joka saa molekyyliketjut, kiteet ja kuidut liikkumaan kohtisuorassa hitsausrajapintaan ja parantamaan hitsauslujuutta. Nämä hitsatut liitokset ovat 0,66 MPa:n hitsauspaineessa. Hitsauslujuus voi nousta 70 prosenttiin nailon 66:sta. Hitsauspaine on sovittava hitsausaikaan, jotta hitsausaste paranee. Matsuoka [27] havaitsi, että lasikuituvahvisteisen termoplastiikan aikana hitsausamplitudia vakioidessaan hitsauspaineen lisääminen voi lyhentää hitsausaikaa.

5. Kierroksen pituus ja kiinteä asento

Myös kierroksen pituus ja kiinnitysasento ultraäänihitsauksen aikana vaikuttavat hitsauksen lujuuskykyun. Kun kierroksen pituus kasvaa yhden kierroksen testissä, hitsauslujuus pienenee. Kun kierroksen pituus kasvaa, se aiheuttaa hitsausosan rasituspitoisuuden ja vähentää lujuutta. Siksi parhaan hitsauslujuuden saamiseksi on tarpeen suunnitella lyhyempi kierrospituus ja valita sopiva pituus liitostyypin mukaan. Yleensä kierroksen pituus on usein kiinteä. Lujuusvaatimusten täyttämiseksi lantionivel on lyhyt, hitsausalue on pieni eikä lujuus riitä; lantionivel on pidempi ja aiheuttaa materiaalihävikkiä. Suunnittele kierroksen pituus. Muuta hitsausparametreja saadaksesi parhaan hitsauslujuuden. Qiu et al. havaitsi, että alasimessa, johon hitsaus on kiinnitetty, kiinnityspisteen ja hitsausosan välinen etäisyys vaikuttaa hitsauslujuuteen. Lyhyempi etäisyys edistää kitkan tuottaman lämmön tehostamista, mikä voi parantaa hitsauksen lujuutta. Varsinaisessa tuotannossa hitsausosilla on erilaiset muodot, eikä kiinteä kiinnitysasento sovi. Hitsausosien on yleensä oltava vakaat hitsausprosessissa.

6. Ultraäänihitsaussyvyys

Hitsausprosessin aikana hitsausasennossa olevan materiaalin sulaessa hitsauspään asento jatkaa laskuaan ja sula materiaali hajontaa ja kiinteytyy hitsauksen lopussa. Lopullisen kiinteytyneen materiaalin paksuutta kutsutaan tunkeutumissyvyydeksi. Normaalioloissa hitsausprosessia voidaan ohjata. Hitsauspään alaspäin suuntautuva siirtymä ohjaa tunkeutumissyvyyttä. Hitsauksen lujuus on suuressa suhteessa hitsattavan osan mikrorakenteeseen, joka liittyy läheisesti sulan kerroksen paksuuteen ja hitsattavan osan lämpötilaan hitsausprosessin aikana. Hitsauspaineen tai hitsausajan lisääminen lisää materiaalin sulamista ja virtausta hitsausprosessin aikana ja lisää siten läpäisysyvyyttä [29]. Asianmukainen tunkeutuminen voi lisätä hitsauslujuutta, mutta kun läpäisy on liian suuri, tarvitaan usein enemmän hitsausaikaa, mikä aiheuttaa materiaalin ylihitsauksen ja vähentää lujuutta. Riippumatta siitä, miten muutat hitsauspainetta ja -aikaa, sinun on osoitettava sopiva läpäisysyvyys, jotta hitsaus saavuttaa suuremman lujuuden.

7. Ultraäänijohtavan tangon vaikutus

Energiaa ohjaavat kylkiluut on suunniteltu hitsatuille osille, jotka voivat keskittää hitsausenergian, lyhentää hitsausaikaa, vähentää hitsausosan rasituspitoisuutta ja parantaa hitsauslujuutta. Yhteiset energiaa ohjaavat kylkiluut ovat kolmion, suorakulmion ja semikkelin muodossa. Ultraäänihitsaamoissa hitsaukseen käytetään usein pensaikkoja ja lantioliitoksia, ja myös energiaohjainpalkkien suunnittelu on erilaista. Koska energiaohjainjänteet pyrkivät keskittämään paineen hitsauksen aikana ja ne ovat enemmän tärinää, hitsausprosessin aikana energia keskitetään ja keskitetään energianohjaintankoihin. Paineen alla energiaohjainpalkit lämpenevät ja sulavat ensin ja siirtyvät molemmille puolille. Virtauksen laajeneminen [3o]. Liu ym. ennusti, että puolipyöreillä energian ohjauskyljyksillä hitsaamalla voi olla suurin hitsauslujuus hitsatessa sopivilla hitsausparametreilla [31]. Devine[32] ehdotti, että kolmionmuotoiset energiaa johtava kylkiluut, joiden huippukulma on 90°, soveltuvat useimpiin amorfisiin muoveihin, vaikka kolmionmuotoiset energiaa johtavat kylkiluut, joiden huippukulma on 60°, soveltuvat puolikiteisiin muoveihin ja puolikiteisiin muoveihin, johtavuus Kylkiluun sulattama materiaali voi jähmettyä sen virratessa, jolloin materiaali voi hitsata epätäydellisesti , joten energiaopas ei ole välttämätön kierroshitsaukseen. Lisäksi energiaa ohjaavat kylkiluut lisäävät hitsauksen vaikeustasoa ja lisäävät kustannuksia.

Ultraäänihitsausprosessin parametrien asetusmenetelmän on noudatettava tiukasti edellä mainittua teoriaa, eikä sitä voida säätää tarpeen mukaan. Vasta kun ymmärrät periaatteen ja käytät ultraäänihitsauslaitteita, voit tulla mukavaksi.