Muovin ultraäänihitsauskoneen toimintaperiaate
Ääniaaltojen käsite ja luokittelu
Aallot syntyvät tietystä pisteestä alkavista häiriöistä, ja ne leviävät tai välittyvät muihin pisteisiin ennalta määrätyllä tavalla. Akustinen aalto on värähtelyenergian etenemistä elastisessa väliaineessa, eräänlainen elastinen mekaaninen aalto. Nestemäisessä tai kiinteässä väliaineessa, kun massapiste poikkeaa tasapainoasennostaan, se aiheuttaa elastisen palautusvoiman väliaineen sisällä. Tämä elastinen palautusvoima on kytketty järjestelmän inertiaan niin, että keskimassapisteen värähtely välittyy jatkuvasti viereisiin massapisteisiin, jolloin syntyy ja emittoi ääniaaltoja. Akustiset aallot ovat elastisia mekaanisia aaltoja. Ihmiskorvan kuulemien ääniaaltojen taajuusalue on yleensä 20 Hz ja 20 KHz, jota kutsutaan kuultavaksi ääneksi. Ääniaaltoja, joiden taajuus on välillä 2 × 104 Hz - 2 × 109 Hz, kutsutaan yliääniaalloiksi ja ääniaaltoja, joiden taajuus on alle 20 Hz, kutsutaan infraääniaalloiksi. (Infraääniaalto). Näillä kuulumattomilla äänillä on merkittävä vaikutus ihmisten elämään, ja niillä on myös laaja valikoima sovelluksia ja kehitysmahdollisuuksia.
| Taajuus/ Hz | ominaisuudet | |
| Infraääni | 〈20 | Ihmiskorvat eivät kuule, lähetysvaimennus on hyvin pieni ja lähetysetäisyys on erittäin pitkä. |
| Kuuluva ääni | 20-2×104Hz | Voi kuulla ihmisen korvalla |
| Ultraääni | 2×104Hz-2×109Hz | Etenemistaajuus on korkea, etenemissuunta on vahva, keskivärähtely on voimakasta ja eteneminen nesteessä voi aiheuttaa kavitaatiota. |
| Ultraääni | 2×109Hz-2×1012Hz | Etenemisvaimennus on suuri, aallonpituus lyhyt ja taajuuskaista vastaa suunnilleen mikroaaltoa. |
Ultraääni eroaa tavallisista ääniaalloista seuraavien ominaisuuksien osalta: korkea taajuus, lyhyt aallonpituus, suuri energia, heijastus, taittuminen, resonanssi ja energian menetys etenemisprosessin aikana.
Ultraäänimuovin hitsauksen periaate ja prosessi
Ultraääni muovihitsaus (ultraäänihitsaus) on kosketukseton hitsausmenetelmä. Ultraäänihitsauksen periaate on muuntaa 50/60 Hz:n virta 15, 20, 30 tai 40 KHz suurtaajuiseksi sähköenergiaksi ultraäänigeneraattorin kautta ja muunnettu sähköenergia se muunnetaan saman taajuuden pitkittäismekaaniseksi värähtelyksi. energian muuntolaite, ja sitten tämä muutos välittyy hitsauspäähän amplitudin säätölaitteen kautta ja hitsauspää siirtää vastaanotetun värähtelyenergian hitsausalkuperäisen liitokseen. Alue, jolla on suuri akustinen vastus rajapinnassa, käyttää kitkaa värähtelyenergian muuttamiseksi lämpöenergiaksi paikallisen korkean lämpötilan tuottamiseksi. Lämpö keskittyy hitsausmateriaalin keskelle. Muovin huonosta lämmönjohtavuudesta johtuen sitä ei voida hajottaa ajoissa, jolloin muovin kosketuspinta sulaa nopeasti. Seuraavaksi liimauspinnat sulautuvat yhteen. Ultraäänihitsausta voidaan käyttää useimpien teknisten muovien liimausprosessissa, ja siitä tulee yksi liimausprosessin tärkeimmistä teknisistä resursseista, ja sillä on laaja valikoima sovellusmahdollisuuksia. Hitsauslujuus voi olla lähellä raaka-aineen lujuutta, eikä materiaalin ominaisuuksiin vaikuteta tai muuteta suoraan. Hitsausmenetelmällä on materiaalin plastisuuden säilyttämisen ominaisuudet, ja sillä on vain vähän vaikutusta liimattujen osien elastisuuteen ja mekaaniseen lujuuteen. Se täyttää teknisen liimauksen tekniset vaatimukset. .
Kuva 1 Ultraäänihitsauskoneen toimintaperiaatteen rakennekaavio
Ultraäänihitsausprosessi:
Virtalähde aktivoi liipaisuohjaussignaalin pneumaattisen voimansiirtojärjestelmän, sylinteri paineistaa hitsauspään putoamaan ja painaa hitsauksen laukaistakseen ultraäänigeneraattorin toimimaan, lähettämään ultraääntä ja ylläpitämään tietyn hitsausajan, poistamaan ultraäänisäteilyn, jatkamaan hitsauspään ylläpitämistä. tiettyä painetta tietyn ajan, poista paine ja hitsauspää Nouto, hitsaus on ohi.
Kuva 2 Ultraäänihitsausprosessin 4 vaihetta
Ensimmäisessä vaiheessa hitsauspää koskettaa osaa, kohdistaa painetta ja alkaa täristä. Kitkalämpö sulattaa energiaa johtavat rivat ja sula virtaa liitospintaan. Kun kahden osan välinen etäisyys pienenee, hitsaussiirtymä (sulavirtauksesta johtuva kahden osan välisen etäisyyden pieneneminen) alkaa kasvaa. Aluksi hitsaussiirtymä kasvaa nopeasti, ja sitten se hidastuu, kun sulanut energianjohtotanko leviää ja koskettaa alaosan pintaa. Kiinteän olomuodon kitkavaiheessa kuumenemisen aiheuttaa kahden pinnan välinen kitkaenergia ja osien sisäinen kitka. Kitkakuumennus saa polymeerimateriaalin lämpenemään sulamispisteeseensä. Lämpöarvo riippuu toimintataajuudesta, amplitudista ja paineesta;
Sulamisnopeuden lisäys toisessa vaiheessa johtaa hitsaussiirtymän ja kahden osan pintojen välisen kosketuksen lisääntymiseen. Tässä vaiheessa muodostuu ohut sulakerros ja sulan kerroksen paksuus kasvaa jatkuvan kuumennuksen seurauksena. Tässä vaiheessa lämpö syntyy viskoosin hajoamisen avulla;
Kolmannessa vaiheessa liuoskerroksen paksuus hitsissä pysyy muuttumattomana ja tasaisen lämpötilan jakautuessa tapahtuu vakaan tilan sulaminen;
Neljännessä vaiheessa, kun asetettu aika on kulunut tai tietty energia, tehotaso tai etäisyys saavutettu, virransyöttö katkeaa, ultraäänivärähtely lakkaa ja neljäs vaihe alkaa. Painetta pidetään yllä, jolloin osa ylimääräisestä sulasta puristuu ulos liimauspinnasta. Suurin siirtymä saavutetaan, kun hitsi jäähtyy ja jähmettyy, ja molekyylien välinen diffuusio tapahtuu.
Ultraäänihitsaustekniikkaa käytetään laajasti eri aloilla, ja tekniikka on vähitellen kypsä jatkuvassa käytännössä. Ultraäänimuovin hitsausprosessissa laitemallin valinta, juotteen valinta ja hitsausvirtauksen suunnittelu vaikuttavat hitsauksen laatuun. Siksi ennen muovisten ultraäänihitsauslaitteiden ostamista on suoritettava asianmukainen valvonta muovihitsauksen laadun parantamiseksi.
