Hvordan genererer ultralydssvejsemaskinen varme?
Ultralydssvejseteknologi er en almindelig teknologi inden for plastsvejsning på grund af dens fordele ved økonomi, pålidelighed og nem automatiseringsintegration. I modsætning til traditionelle varmekilder, der genererer varme i direkte kontakt med plastik, genererer ultralydssvejsning varme gennem friktion.
1. Amplitude, frekvens og bølgelængde
Ved ultralydssvejsning transmitteres langsgående bølger i form af høje frekvenser, hvilket resulterer i mekaniske vibrationer med lav amplitude. Svejsemaskinens elektriske energi omdannes til mekanisk energi til frem- og tilbagegående bevægelse. For at forstå forholdet mellem amplitude, frekvens og bølgelængde, og hvordan de relaterer til varmeudvikling, er vi nødt til at forstå hovedkomponenterne i en ultralydssvejsemaskine.
Hovedkomponenterne i en ultralydssvejsemaskine er en strømgenerator, en transducer, en amplitudemodulator (nogle gange kaldet et horn) og et svejsehoved. Strømgeneratoren konverterer en 50-60Hz-strømforsyning med en spænding på 120V/240V til en strømforsyning, der fungerer ved 20-40Khz med en spænding på 1300V. Denne energi tilføres transduceren, som bruger den skiveformede piezoelektriske keramik til at omdanne den elektriske energi til mekanisk vibration, det vil sige, når en højfrekvent strøm passerer gennem den piezoelektriske keramik, vil den piezoelektriske keramik generere spændingsforskydning.
Konverteren overfører vibrationen til amplitudemodulatoren. Amplitudemodulatoren forstærker amplituden af ultralydsbølgen og fortsætter med at sende den til svejsehovedet. Hornet fortsætter med at forstærke amplituden af ultralydsbølgerne og kommer i kontakt med delen.
I sidste ende overføres energien til de svejsede ribbesteder i de to dele af samlingen. Fordi svejseribben er designet med en skarp spids, koncentreres energien ved punktet, og friktionsvarmen genereres under trykket. Denne varme genereres af to slags friktion, den ene er overfladefriktionen mellem de øvre og nedre delmaterialer, og den anden er den intermolekylære friktion i materialet. Det er den varme, der genereres af friktion, der får de øvre og nedre dele til at smelte og samles på svejsestedet.
2. Forstå opvarmningshastigheden
For det samme materiale bestemmer tre faktorer opvarmningshastigheden: frekvens, amplitude og svejsetryk. For eksisterende udstyr, såsom 15Khz, 20Khz, 30Khz eller 40Khz maskiner, er frekvensen fast. Så opvarmningshastigheden kan normalt ændres med svejsetrykket. Generelt gælder det, at jo højere tryk, jo hurtigere er opvarmningshastigheden. Alternativt kan du variere amplituden, som med tryk, jo større amplituden er, jo hurtigere er opvarmningshastigheden.
Naturligvis kan for højt tryk og amplitude også påvirke svejsekvaliteten negativt, såsom at forårsage materialenedbrydning, lækager, revner og flash. Derfor kræver ultralydssvejsning en proces med optimering af procesparametre. Efter at parametrene er bestemt, kan svejseprocessen opnå et stabilt output med høj hastighed og høj svejsestyrke. Dette er grunden til, at ultralydssvejsning er meget udbredt i masseproduktion.
3. Tid, afstand, kraft og energi
Mængden af varme, der kræves til svejsning, afhænger af materialetype, svejsedesign og udstyrsspecifikationer. Den traditionelle metode til at styre varme er at svejse efter tidstilstand, det vil sige svejsning i en bestemt tid, såsom 0.2-1s (generelt mindre end 1s). Men med nutidens ultralydssvejseudstyr er det ofte muligt at indstille og overvåge svejseafstand, effekt og energi. Med korrekt uddannede operatører kan parameterjusteringer også foretages i henhold til faktiske forhold og forskellige materialer, hvilket resulterer i ensartede svejseresultater. Dette forbedrer også i høj grad fleksibiliteten og pålideligheden af svejsning.
