Ultraäänimuovihitsauskoneen rakennekoostumus
Ultraäänihitsauslaitteet koostuvat lehdistöstä, generaattorista, anturista, sarvesta, hitsauspäästä ja osien tukityökaluista.
1 Ultraäänigeneraattori
Ultraäänigeneraattorin tehtävä on muuntaa tehotaajuus (50 Hz tai 60 Hz) jännite ultraäänitaajuusjännitteeksi. Mikroprosessori ohjaa hitsaussykliä ja syöttää avainhitsaustiedot käyttäjälle käyttöliittymän kautta. Käyttöliittymän avulla käyttäjä voi myös syöttää tarvittavat hitsausparametrit.
Ultraääni muovihitsaaja
2 Hitsauspino/Akustinen energiajärjestelmä Hitsauspino tarjoaa ultraäänimekaanista tärinää, joka koostuu yleensä kolmesta osasta: anturista, sarvesta ja hitsauspäästä, ja se on kiinnitetty hitsauspuhdistimen keskelle torvea. Hitsaussarja on resonaattori, joka muistuttaa jonkin verran virityshaarukkaa. Hitsaussarjan resonanssitaajuuden on vastattava läheisesti generaattorin sähköisen signaalin taajuutta (alle 30 Hz:n erolla).
2.1 Anturi
Käänteinen pietsosähköinen vaikutus muuntaa generaattorin ultraäänitaajuusjännitteen saman taajuuden ultraäänimekaaniseksi värähtelyksi. Se koostuu useista pietsosähköisista keraamisista levyistä, jotka on voideltu kahden metallisen (yleensä titaani) lohkon väliin. Levyjen välissä on ohut metallilevy elektrodien muodostamiseksi. Kun sinimuotoinen sähkösignaali syötettiin anturille elektrodin kautta, pietsosähköinen levy laajenee ja urakoi, jolloin aksiaalinen huippu-huippuliike on 15-20 μm. Anturi on tarkkuuslaite, ja sitä on käsiteltävä varoen.
2.2 Torvi
Sarvella on kaksi toimintoa. Sen päätehtävänä on vahvistaa anturin päässä syntyvää mekaanista tärinää ja välittää tärinää hitsauspäälle. Toinen toiminto on antaa kiinnityssarjalle asento hitsauspuhdistin. Kun anturiin kohdistetaan ultraäänienergiaa, torvi myös laajenee ja sopimukset. Kuten muutkin hitsaussarjan osat, torvi on virityslaite, joten sen on myös resonoitava tietyllä taajuudella, jotta ultraäänienergia voidaan siirtää anturista hitsauspäähkään. Jotta sarvi toimisi tehokkaasti, sen on oltava valmistusmateriaalissaan ultraääniaallon puoliaallonpituus tai kokonaisluku. Yleensä puoli aallonpituus.
2.3 Hitsauspää
Hitsauspää on hitsaussarjan osa, joka tuottaa energiaa hitsattavia osia. Kuten torvi, hitsauspää on myös virityslaite, ja useimmissa sovelluksissa on myös mekaaninen vahvistus. Hitsauspään pituuden on oltava ultraääniaallon puoliaaltopituus tai puoliaaltopituus valmistusmateriaalissaan
Kokonaislukukonsentraatti. Näin varmistetaan, että hitsauspään päässä on riittävä amplitudi hitsauksen saavuttamiseksi. Amplitudi on yleensä 30~120 μm. Hitsattavat osat ja liitos määrittävät hitsauspään koon ja tyylin. Hitsauspään muoto on erittäin tärkeä, koska hitsauspään aksiaalinen laajeneminen ja supistuminen voivat aiheuttaa halkeamia korkealla amplitudilla. Joissakin sovelluksissa hitsauspäässä on useita aksiaalisia aukkoja. Näin varmistetaan, että suurin amplitudi on pituussuunnassa. Hitsauspään pää välittää ultraäänienergiaa hitsattavia osia. Päät on erityisesti suunniteltava siten, että ne vastaavat osia, jotta varmistetaan maksimaalinen energiansiirto hitsauspään ja osien välillä. Yleensä hitsauspään päästä tehdään profiili, joka vastaa osan ääriviivoja.
Sisennyksen estämiseksi ja kulumisen vähentämiseksi alumiini on päällystettava nikkelillä tai kromilla. Jos iskunkestävyys tai kulumisenkestävyys on tarpeen ja hitsatessaan täytettyjä muovisia tai upotettuja metalliosia tarvitaan teräksisiä hitsauspäitä. Teräshitsauspään väsymislujuus on alhainen ja sitä käytetään vain matalissa amplituditilanteissa. Monimutkaiset osat, erikoismuotoiset tai suuret osat vaativat yleensä komposiittihitsauspäitä (lasten ja naisten hitsauspäitä). Tällä hetkellä pohjahitsauspää on valmistettu alumiinista, titaanista tai teräksestä sekundaarinen hitsauspää on kytketty pohjahitsauspääseen ja ohjainenergiaan.
3 Paina
Puhdistinta käytetään hitsaussarjan korjaamiseen ja hitsaukseen tarvittavan voiman kohdistamiseen. Se koostuu alustasta kiinnityksen kiinnittämiseen ja ilmasylinteristä voiman levittämiseksi. Puhdistus on varustettu painemittarilla ja säätöventtiilillä hitsausvoiman säätämistä säätämiseen. On huomattava, että ultraäänihitsauslaitteille asetettu mittaripaine ei välttämättä ole sama kuin toisen hitsaajan, jolla on sama mittaripaine, tarjoama hitsausvoima. Hitsausvoima on kalibroitava painemittarilla, jotta hitsausvoimaa voidaan verrata suoraan eri hitsaajien välillä. Puhdistissa on myös virtauksensäätöventtiili hitsattavaa osaa lähestyvän hitsauspään nopeuden säätämiseen. Jotkut hitsauslaitteet käyttävät sähkömagneettista voiman paineistusjärjestelmää perinteisen sylinterin korvaamiseen, mikä voi paremmin hallita lähestymisnopeutta, mikä on hyödyllistä hitsatessa pieniä tai tarkkuusosia.
4 Tukityökalut
Pressun pohja korjaa työkalun, joka tukee osia hitsauksen aikana. Tukityökalu on suunniteltu erityisesti estämään alaosan liikkuminen ultraääniä levitettäessä. Se käsitellään yleensä muotoon, joka vastaa läheisesti osan pintamuotoa. Kalusteet vaihtelevat yksinkertaisesta monimutkaiseen osasuunnittelusta riippuen. Alaosat on sijoitettava tukevasti ja tuettava. Kiinnityksen tai alustan on oltava säädettävissä sen varmistamiseksi, että osa on kohtisuorassa hitsauspäätä kohtisuoraan. Kaluste voidaan käsitellä useista materiaaleista. Ruostumaton teräs on paras valinta, koska se on helppo koneistaa ja kiillottaa. Erikoiskalusteet voidaan nyt käsitellä suoraan CAD-tietojen kautta. Suuremmat, monimutkaiset, parittomat tai pienet eräosat puristetaan yleensä valastamalla pehmeää polyuretaania.
