wiadomości o firmie Pięć czynników wpływających na udany spaw ultradźwiękowy

1. Częstotliwości spawania :

Typowe częstotliwości spawania mieszczą się w przedziale od 40 kHz do 15 kHz. Różne parametry aplikacji określą najlepszy sprzęt i częstotliwość, aby uzyskać optymalną spoinę dla części.

Na przykład w przypadku małych, delikatnych zespołów (płytki drukowane, elementy mikroelektroniczne itp.) O wąskich tolerancjach lepsza jest wyższa częstotliwość (na przykład 40 kHz), ponieważ można wywierać nacisk i drgania ultradźwiękowe, a także dowolne oznaczenia Powierzchnie klasy A.

Niska częstotliwość (na przykład 15 kHz) jest dobrze dostosowana do części o średnich i dużych rozmiarach, a także umożliwia spawanie wielu miękkich tworzyw sztucznych o większych odległościach dalekiego pola (więcej na ten temat poniżej) niż często jest to możliwe w systemach o wyższej częstotliwości.

Częstotliwość 20 kHz jest najczęściej stosowaną częstotliwością ultradźwiękową do montażu tworzyw sztucznych i oferuje maksymalną elastyczność, ponieważ nadaje się do szerokiego zakresu zastosowań i elementów termoplastycznych.

2. Uwagi dotyczące materiałów:

Zgodnie z podstawową zasadą montażu ultradźwiękowego opisaną powyżej, tworzywa termoplastyczne można montować ultradźwiękowo, ponieważ topią się w określonym zakresie temperatur; natomiast materiały termoutwardzalne - które ulegają degradacji po podgrzaniu - nie nadają się do montażu ultradźwiękowego.

Spawalność dowolnego tworzywa termoplastycznego zależy od jego sztywności lub modułu sprężystości, gęstości, współczynnika tarcia, przewodności cieplnej, ciepła właściwego oraz Tm lub Tg.

Zasadniczo sztywne tworzywa sztuczne wykazują doskonałe właściwości spawania w dalekim polu, ponieważ łatwo przenoszą energię wibracji. Miękkie tworzywa sztuczne o niskim module sprężystości tłumią drgania ultradźwiękowe i jako takie są trudniejsze do spawania.

W stosowaniu, formowaniu lub zgrzewaniu punktowym jest odwrotnie. Zasadniczo im bardziej miękki jest plastik, tym łatwiej jest toczyć, formować lub zgrzewać punktowo.

Również z reguły żywice są klasyfikowane jako amorficzne lub krystaliczne. Energia ultradźwiękowa jest łatwo przenoszona przez amorficzne żywice, które z tego powodu łatwo nadają się do spawania ultradźwiękowego. Z drugiej strony żywice krystaliczne nie przenoszą łatwo energii ultradźwiękowej. Z tego powodu podczas spawania żywic krystalicznych należy stosować wyższe poziomy amplitudy i energii, a szczególną uwagę należy zwrócić na konstrukcję złącza.

Zmienne, które mogą dodatkowo wpływać na spawalność, to zawartość wilgoci, środki antyadhezyjne, smary, plastyfikatory, środki wzmacniające wypełniacze, pigmenty, środki zmniejszające palność i inne dodatki, a także rzeczywisty gatunek żywicy.

Podobnie ważne jest określenie stopnia zgodności spawanych materiałów. Niektóre materiały mają pewien stopień kompatybilności, ale nie wszystkie stopnie i kompozycje mogą być kompatybilne, a niektóre w ogóle nie są kompatybilne.

3. Wpływ wspólnego projektu:

Być może najbardziej krytycznym aspektem spawania ultradźwiękowego jest projektowanie połączeń (konfiguracja dwóch współpracujących powierzchni). Należy wziąć pod uwagę, kiedy części do spawania znajdują się jeszcze na etapie projektowania, a następnie zostają włączone do części formowanych. Istnieje wiele różnych wzorów połączeń, z których każdy ma określone cechy i zalety. Ich wybór zależy od takich czynników, jak rodzaj tworzywa sztucznego, geometria części, wymagania spawalnicze, możliwości obróbki i formowania oraz wygląd kosmetyczny.

4. Oprzyrządowanie i wyposażenie:

Trudno przecenić znaczenie rogów i osprzętu, jeśli chodzi o osiągnięcie skutecznego zgrzewu ultradźwiękowego.
W branży istniało przekonanie, że rogi i osprzęt do konkretnego zastosowania muszą być zapewnione przez tego samego producenta stosowanej prasy spawalniczej. Dzisiaj inżynierowie rozumieją, że mogą mieszać i łączyć: najlepsze oprzyrządowanie do pracy nie musi nosić tej samej nazwy, co na prasie, o ile częstotliwość spawania jest zgodna.
Opcje materiałów do wykonania oprzyrządowania obejmują aluminium, tytan, stal hartowaną i stal nierdzewną. Czynniki takie jak rodzaj spawanego tworzywa sztucznego, rozmiar i konfiguracja złącza, wytrzymałość spoiny i / lub trwałość określą najlepszy materiał do danego zadania. Na przykład ze względu na dłuższą żywotność hartowana stal może być dobrym wyborem.
Konieczne jest również dobre zaprojektowanie urządzenia. Uchwyt ma dwa główne cele: wyrównanie części pod klaksonem i wsparcie bezpośrednio pod obszarem spawania. Wsparcie to obejmuje również odbijanie energii ultradźwiękowej z powrotem do płaszczyzny zgrzewu, dlatego uchwyty często są obrabiane z metalu.
Aby zwiększyć wytrzymałość i trwałość, można zastosować okładziny z węglików spiekanych lub chromowanie. Profilowane uchwyty i narzędzia do części o nieregularnych kształtach można zaprojektować na zamówienie, wraz z urządzeniami peryferyjnymi do zaciskania, trzymania i wyrównywania przeciwległych części. Można również zbudować segmentowe i regulowane uchwyty, aby zapewnić bezpieczne dopasowanie z formowanymi częściami z tworzywa sztucznego.

5. Parametry spawania:

Podczas samego procesu spawania, w zależności od rodzaju używanego systemu, na wynik wpływa różnorodność parametrów spawania. Obejmują one amplitudę / ciśnienie, siłę wyzwalania i limity tolerancji, w zależności od tego, czy spawanie odbywa się według czasu, energii czy odległości.
Ustawienie amplitudy służy do określenia amplitudy drgań. Precyzyjne regulacje ustawień amplitudy i ciśnienia często mogą być dokonywane na kontrolerze, który napędza prasę, natomiast dużych regulacji można dokonać za pomocą boosterów i kontroli ciśnienia.
Ustawienia siły wyzwalania określają ciśnienie, które należy osiągnąć, aby uruchomić ultradźwięki. Dostosowanie tego parametru za pomocą ustawień, takich jak timery opóźnienia, tryby wstępnego wyzwalania i ustawienia siły / ciśnienia, mogą wpływać na czas kontaktu części przed faktycznym działaniem ultradźwięków.
Ustawienia czasu, takie jak czas zgrzewania (czas, w którym wibracje ultradźwiękowe są rzeczywiście przykładane do części) i czas podtrzymania (czas, w którym ciśnienie jest utrzymywane w celu zapewnienia właściwego połączenia części, po rzeczywistym czasie zgrzewania i ultradźwiękami tak, aby spaw mógł ostygnąć), dodatkowo wpływaj na to, kiedy i jak długo ultradźwięki powinny pozostać włączone.
Podobnie, niektóre systemy pozwolą użytkownikowi określić ustawienia energii - na przykład z limitami i impulsem kalibracyjnym - podczas gdy inne umożliwią także ustawienia odległości - takie jak przyrostowe, przed wyzwalaniem, absolutne i graniczne.
Jak widać, wiele ruchomych części, jeśli chcesz, wchodzi w grę podczas spawania ultradźwiękowego. Manipulacja tymi parametrami może oznaczać różnicę między udaną spoiną a nieefektywną spoiną lub pękniętym rogiem.