Potenciální úskalí při ultrazvukovém svařování plastů
Ultrazvukové svařování je rychlé, nevyžaduje spotřební materiál a lze jej aplikovat na širokou škálu aplikací. Náklady na vybavení jsou navíc relativně nízké. Ultrazvukové svařování může vytvořit silné, hermetické svary, které jsou vizuálně přitažlivé. Pro zajištění optimálních výsledků je však třeba vzít v úvahu některé konstrukční úvahy.
Poškození povrchu a zlomení prvků může občas vyplynout z použití ultrazvukové energie na sestavu. Navíc některé konstrukční volby mohou bránit vytvoření silných a konzistentních svarů. Zde jsou některé běžné ultrazvukové potíže a jak jim předcházet.
Část drážkování
Drážkování nastane, když není správná shoda mezi sonotrodou a částí. Je-li součást konturována, je důležité, aby se obrys sonotrode přesně shodoval s konturou součásti. Pokud jsou součást a sonotroda tvarovány odlišně, sonotroda se stlačí na povrchu součásti a způsobí označení. Okraje sonotrodes mohou také zanechat svědkové známky.
Aby se zabránilo tomuto druhu značení, může to pomoci umístit velkorysý poloměr na hrany rohů a nechat obrys sonotrode vyleštit tak, aby odpovídal součásti. Před provedením jakýchkoli úprav nástroje se však obraťte na výrobce sonotrode. Sonotroda je akustický nástroj, a proto může jakékoli odstranění materiálu narušit jeho funkci.
Textura Marring
Pokud se sonotroda používá ke kontaktu s texturovaným povrchem, mohla by se tato textura během svařování roztavit. Ultrazvuková energie se soustřeďuje na malé kontaktní povrchy a texturovaný povrch to poskytuje. Díky tomu je pravděpodobné, že část povrchu součásti se při vystavení ultrazvukovým vibracím roztaví. Chcete-li tomu zabránit, umístěte film mezi sonotrodu a součást jako nárazník.
Spalování povrchu
Pálení může být způsobeno, když ultrazvukové vibrace způsobí, že součást bude fungovat jako bránice a ukloní se dovnitř a ven, protože vibrace procházejí částí. Toto cyklické namáhání může vést k vnitřnímu ohřevu, což může vést ke značce popálení uprostřed dílu. Tento jev se často nazývá „bránice“, je pravděpodobnější, pokud je kontaktovaná část tenká.
Poškození povrchu součásti může být také způsobeno kavitací vzduchu zachyceného mezi sonotrodou a částí. Vzduch, který je zachycen mezi houkačkou a povrchem součásti, se může dostatečně zahřát, aby spálil součást při rychlém stlačení a expanzi, ke které dochází, když houkačka vibruje.
Těmto účinkům lze často zabránit použitím uzlového pístu, který může během svařování tlumit střed dílu a zabránit jakémukoli zachycení vzduchu mezi rohem a dílem. Uzlový píst je pružinový tlumič, který je namontován uvnitř sonotrode.
Omezení
Jak součásti vibrují během ultrazvukového svařování, jakékoli oblasti koncentrace napětí jsou náchylné k zahřívání. Z tohoto důvodu může malý prvek s ostrými poloměry přerušit sestavu během svařování. Tenké stěny mohou být také spáleny. To je důvod, proč lze ultrazvuk použít k odplynění částí od běžce tím, že kontaktuje sprue se sonotrodou.
Zabraňte tomu, aby poloměry byly co největší, a vyhněte se použití tenkých stěn k připojení velkých kusů sestavy.
Nerovnoměrné svařování
Existuje několik možných příčin nerovnoměrného svařování. Nejběžnější je nekonzistentní energie v kloubu kvůli změnám v kontaktní ploše sonotrode nebo povrchu kloubu. Ultrazvuková energie putuje jako vlna přes sonotrode do části. Pokud je povrch, ve kterém sonotroda přichází do styku s částí, nerovný, může být také nerovnoměrná amplituda ultrazvukové vlny.
Amplituda je míra posunu od vrcholu k vrcholu, který přímo souvisí s tím, kolik ultrazvukové energie se aplikuje na součást. Když se toto mění, teplo ve spoji se mění, a tak se také zvyšuje svařovací síla nebo kvalita. K tomu může také dojít, když je kontaktní plocha sonotrode rovná a rovná, ale vzdálenost od této roviny k součásti je nekonzistentní. Ultrazvuková energie se rychle šíří, když prochází dílem, takže změny v této vzdálenosti cesty povedou k nerovnoměrnému svařování.
Další věcí, na kterou je třeba dát pozor, je zajištění konzistentního designu kloubů. Není-li výška energetického ředitele nebo šířka střižného spoje v celé součásti stejná, pevnost svaru nebude stejná. Ve skutečnosti se některé oblasti nemusí vůbec svařovat.
Nakonec se ujistěte, že v konstrukci součásti nejsou žádné mezery mezi kontaktní plochou houkačky a kloubem. Ultrazvuková energie nebude cestovat vzduchem
