Ačkoli na základě nashromážděných zkušeností v oboru doporučilo mnoho univerzálních materiálů návrhové amplitudy. Jelikož však nově vyvinuté speciální materiály rychle rostou, doufá se, že bude existovat experimentální metoda pro stanovení minimální amplitudy požadované pro materiály. Zde představíme proveditelnou metodu pro stanovení minimální požadované amplitudy. Výstupní amplituda svařovací hlavy závisí na frekvenci zařízení, výstupní amplitudě převodníku, transformačním poměru modulátoru amplitudy (klaksonu) a tvarovém provedení svařovací hlavy. Typická metoda návrhu svařovací hlavy je: za podmínky nižšího než mezního únavového napětí materiálu, čím větší je poměr transformace návrhu svařovací hlavy, tím lepší (tj. Čím větší je výstupní amplituda, tím lépe). Pokud potřebujete snížit amplitudu, změňte modulátor amplitudy s menším poměrem nebo upravte napětí tak, aby se amplituda snížila.
Tato metoda návrhu má však některé nevýhody:
Transformační poměr nelze rovnoměrně rozdělit, to znamená, že transformační poměr svařovací hlavy a modulátoru amplitudy se velmi liší. Je třeba poznamenat, že když svařovací hlava a amplitudový modulátor mají blízký transformační poměr, výkon ultrazvukového tripletu (převodník + amplitudový modulátor + svařovací hlava) se zlepší.
Změnou napětí za účelem snížení poměru transformace svařovací hlavy se současně sníží výstupní výkon elektrického boxu. Například když je amplituda nastavena na 50%, elektrický box s původním výstupním výkonem 2400 W bude mít ve skutečnosti výkon 1200 W. Je snadné způsobit přetížení.
Použití velkých amplitud způsobí nepřijatelné poškození dílů. Například praskliny v malém průřezu mohou způsobit popáleniny a mohou poškodit membrány, filtrační membrány a elektronické součásti.
Z výše uvedených důvodů je velmi důležité definovat minimální amplitudu požadovanou pro ultrazvukové svařování plastů v rané fázi.
Výpočet amplitudy Velikost amplitudy přenášené do plastové části je součinem výstupní amplitudy převodníku, poměru modulátoru amplitudy a poměru svařovací hlavy.
Výstupní amplitudu převodníku a poměr modulátoru amplitudy poskytuje výrobce ultrazvukového zařízení a jsou často pevné. Poměr transformace svařovací hlavy však lze navrhnout.
Poměr transformace svařovací hlavy má přibližný vzorec výpočtu: poměr transformace svařovací hlavy=hmotnost nad uzlem svařovací hlavy ÷ hmotnost pod uzlem svařovací hlavy. Protože hustota a délka materiálu jsou stejné, vzorec se zjednodušuje jako: poměr transformace svařovací hlavy=plocha průřezu nad uzlem svařovací hlavy ÷ plocha průřezu pod uzlem svařovací hlavy × 0,8. Koeficient 0,8 zohledňuje vliv přechodu zaoblení v uzlu.
Pomocí této metody vypočítejte teoretickou výstupní amplitudu svařovací hlavy v následujícím testu jako 13,9 μm (špička-špička). Naměřená amplituda je 15 um (špička-špička). Ti dva jsou blízko.
Ve zkušebním procesu se pro experiment vybere amorfní materiál PC a semikrystalický materiál PP, aby se stanovila minimální amplituda požadovaná dvěma materiály.
Pro stanovení zkoušky minimální amplitudy je velmi vhodné servo řízené ultrazvukové svařovací zařízení. Protože jeho svařovací hlava se může vznášet a generovat data měření tlaku a korelovat s daty, jako je amplituda ultrazvukových vibrací. V podstatě je to" Funkce zařízení umožňuje svařovací hlavě kontaktovat produkt s nastaveným tlakem, zastavit sestup a spustit ultrazvukové vibrace. Ultrazvukové vibrace se přenášejí do polohy plastového svaru. Jakmile zařízení měří pokles tlaku, povrchový polymer se začal tát. Potom se svařovací hlava začne pohybovat dolů.
Obecně věříme, že amorfní materiál PC, poté, co bude teplota vyšší než teplota skelného přechodu, bude vykazovat postupné změkčovací charakteristiky při zvyšování teploty. Když dosáhne bodu tání, polokrystalický materiál PP se náhle zkapalní.
V tomto experimentu mohou být postupně se měnící vlastnosti PP způsobeny měkkostí tohoto materiálu. Rychlá změna PC může být způsobena tím, že amplituda není ve správném rozsahu. Jsou zapotřebí další experimenty, jako je zvýšení rozsahu amplitudy PC nebo měření teploty svaru.
Závěr Tato práce poskytuje experimentální metodu a rámec pro stanovení minimální amplitudy požadované pro plasty. Silná korelace mezi dobou tavení materiálu a amplitudou a svařovací silou také ukazuje, že tato metoda odhadu minimální požadované amplitudy je proveditelná.
