Strukturální složení ultrazvukového svařovacího stroje na plasty
Ultrazvukové svařovací zařízení se skládá z lisu, generátoru, měniče, houkačky, svařovací hlavy a nástrojů na podporu dílů.
1 Ultrazvukový generátor
Funkce ultrazvukového generátoru spočívá v převodu napětí napájecí frekvence (50 Hz nebo 60 Hz) na napětí ultrazvukové frekvence. Mikroprocesor řídí svařovací cyklus a prostřednictvím uživatelského rozhraní dodává zpět klíčové informace o svařování. Uživatelské rozhraní také umožňuje operátorovi zadat požadované parametry svařování.
Ultrazvuková svářečka plastů
2 Svařovací komora / systém akustické energie Svařovací komora zajišťuje ultrazvukové mechanické vibrace, které se obvykle skládají ze tří částí: měniče, klaksonu a svařovací hlavy a jsou upevněny na svařovacím lisu uprostřed klaksonu. Svařovací sada je rezonátor, který se poněkud podobá ladičce. Rezonanční frekvence svařovací sady musí přesně odpovídat frekvenci elektrického signálu z generátoru (s rozdílem menším než 30 Hz).
2.1 Převodník
Inverzní piezoelektrický efekt převádí napětí ultrazvukové frekvence z generátoru na ultrazvukové mechanické vibrace stejné frekvence. Skládá se z několika piezoelektrických keramických desek vložených mezi dva kovové (obvykle titanové) bloky. Mezi listy je tenká kovová deska, která tvoří elektrody. Když je sinusový elektrický signál dodáván do převodníku přes elektrodu, piezoelektrický plát se roztahuje a smršťuje a vytváří axiální pohyb mezi špičkami 15-20 μm. Převodník je přesné zařízení a mělo by se s ním zacházet opatrně.
2.2 Horn
Klakson má dvě funkce. Jeho hlavní funkcí je zesílit mechanické vibrace generované na konci měniče a přenášet vibrace na svařovací hlavu. Další funkcí je zajistit polohu upevňovací sady na svařovacím lisu. Když se na měnič aplikuje ultrazvuková energie, houkačka se také rozpíná a smršťuje. Stejně jako ostatní části svařovací sady je houkačka ladícím zařízením, takže musí také rezonovat na určité frekvenci, aby mohla přenášet ultrazvukovou energii ze snímače do svařovací hlavy. Aby mohl efektivně fungovat, musí být roh poloviční vlnovou délkou nebo celočíselným násobkem poloviční vlnové délky ultrazvukové vlny ve svém výrobním materiálu. Obecně poloviční vlnová délka.
2.3 Svařovací hlava
Svařovací hlava je součástí svařovací sady, která dodává energii svařovaným dílům. Stejně jako houkačka je svařovací hlava také ladicím zařízením a ve většině aplikací je také k dispozici mechanické zesílení. Délka svařovací hlavy musí být poloviční nebo poloviční vlnová délka ultrazvukové vlny v jejím výrobním materiálu
Celočíselný násobek. Tím je zajištěno, že konec svařovací hlavy má dostatečnou amplitudu pro dosažení svařování. Amplituda je obvykle 30 ~ 120 μm. Konstrukce svařovaných dílů a spoje určuje velikost a styl svařovací hlavy. Tvar svařovací hlavy je velmi důležitý, protože napětí způsobené axiální roztažností a smrštěním svařovací hlavy může způsobit praskání při vysoké amplitudě. V některých aplikacích je svařovací hlava obráběna s více axiálními drážkami. Tím je zajištěno, že maximální amplituda je v podélném směru. Konec svařovací hlavy přenáší ultrazvukovou energii na svařované součásti. Konce by měly být speciálně navrženy tak, aby odpovídaly dílům, aby byl zajištěn maximální přenos energie mezi svařovací hlavou a díly. Z konce svařovací hlavy je obvykle vytvořen profil odpovídající obrysu součásti.
Aby se zabránilo vtlačení a snížilo se opotřebení, musí být hliník pokoven niklem nebo chromem. Je-li požadována odolnost proti nárazu nebo odolnost proti opotřebení a při svařování plněných plastových nebo vložených kovových vložek, jsou nutné ocelové svařovací hlavy. Ocelová svařovací hlava má nízkou únavovou pevnost a používá se pouze při příležitostech s nízkou amplitudou. Složité díly, díly zvláštního tvaru nebo velké díly obvykle vyžadují kompozitní svařovací hlavy (svařovací hlavy s dětskou samicí). V současné době je základová svařovací hlava vyrobena z hliníku, titanu nebo oceli jsou sekundární svařovací hlavy připojeny k základní svařovací hlavě a vodicí energii.
3 Stiskněte
Lis se používá k upevnění svařovací soupravy a působení síly potřebné pro svařování. Skládá se ze základny pro upevnění přípravku a vzduchového válce pro použití síly. Lis je vybaven manometrem a regulačním ventilem pro nastavení svařovací síly. Je třeba poznamenat, že specifický přetlak nastavený na ultrazvukovém svařovacím zařízení nemusí být nutně stejný jako svařovací síla poskytovaná jiným svářečem se stejným přetlakem. Svařovací síla by měla být kalibrována manometrem, aby bylo možné přímo porovnat svařovací sílu mezi různými svářeči. Na lisu je také průtokový regulační ventil pro nastavení rychlosti svařovací hlavy blížící se ke svařovanému dílu. Některá svařovací zařízení používají k nahrazení tradičního válce systém natlakování elektromagnetickou silou, který může lépe řídit rychlost přiblížení, což je výhodné při svařování malých nebo přesných dílů.
4 Podpůrné nástroje
Lisovací základna fixuje nástroje, které podporují součásti během procesu svařování. Podpůrné nástroje jsou speciálně navrženy tak, aby zabránily pohybu spodní části při použití ultrazvuku. Obvykle se zpracovává do tvaru, který úzce odpovídá povrchovému obrysu součásti. Přípravky se pohybují od jednoduchých po složité, v závislosti na konstrukci dílu. Spodní části musí být pevně umístěny a podepřeny. Svítidlo nebo základna by měly být nastavitelné, aby se zajistilo, že součást bude kolmá na svařovací hlavu. Svítidlo lze zpracovat z několika materiálů. Nerezová ocel je nejlepší volbou, protože se snadno opracovává a leští. Speciální přípravky lze nyní zpracovávat přímo pomocí dat CAD. Větší, složitější, liché nebo malé dávky se obvykle upínají odléváním měkkého polyuretanu.
