Πώς η μηχανή συγκόλλησης υπερήχων παράγει θερμότητα;
Η τεχνολογία συγκόλλησης με υπερήχους είναι μια κοινή τεχνολογία στον τομέα της συγκόλλησης πλαστικών λόγω των πλεονεκτημάτων της στην οικονομία, την αξιοπιστία και την εύκολη ενσωμάτωση αυτοματισμού. Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές πηγές θερμότητας, οι οποίες παράγουν θερμότητα σε άμεση επαφή με το πλαστικό, η συγκόλληση με υπερήχους παράγει θερμότητα μέσω της τριβής.
1. Πλάτος, συχνότητα και μήκος κύματος
Στη συγκόλληση με υπερήχους, τα διαμήκη κύματα μεταδίδονται με τη μορφή υψηλών συχνοτήτων, με αποτέλεσμα μηχανικούς κραδασμούς μικρού πλάτους. Η ηλεκτρική ενέργεια της μηχανής συγκόλλησης μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια για παλινδρομική κίνηση. Για να κατανοήσουμε τη σχέση μεταξύ του πλάτους, της συχνότητας και του μήκους κύματος και πώς σχετίζονται με την παραγωγή θερμότητας, πρέπει να κατανοήσουμε τα κύρια συστατικά μιας μηχανής συγκόλλησης υπερήχων.
Τα κύρια εξαρτήματα μιας μηχανής συγκόλλησης υπερήχων είναι μια γεννήτρια ισχύος, ένας μετατροπέας, ένας διαμορφωτής πλάτους (μερικές φορές ονομάζεται κόρνα) και μια κεφαλή συγκόλλησης. Η γεννήτρια ρεύματος μετατρέπει ένα τροφοδοτικό 50-60Hz με τάση 120V/240V σε τροφοδοτικό που λειτουργεί στα 20-40Khz με τάση 1300V. Αυτή η ενέργεια παρέχεται στον μορφοτροπέα, ο οποίος χρησιμοποιεί το πιεζοηλεκτρικό κεραμικό σε σχήμα δίσκου για να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική δόνηση, δηλαδή όταν ένα ρεύμα υψηλής συχνότητας διέρχεται από το πιεζοηλεκτρικό κεραμικό, το πιεζοηλεκτρικό κεραμικό θα δημιουργήσει μετατόπιση τάσης.
Ο μετατροπέας μεταδίδει τη δόνηση στον διαμορφωτή πλάτους. Ο διαμορφωτής πλάτους ενισχύει το πλάτος του υπερηχητικού κύματος και συνεχίζει να το μεταδίδει στην κεφαλή συγκόλλησης. Η κόρνα συνεχίζει να ενισχύει το πλάτος των υπερηχητικών κυμάτων και έρχεται σε επαφή με το εξάρτημα.
Τελικά, η ενέργεια μεταφέρεται στις συγκολλημένες θέσεις των νευρώσεων των δύο τμημάτων του συγκροτήματος. Επειδή η νεύρωση συγκόλλησης έχει σχεδιαστεί με αιχμηρή αιχμή, η ενέργεια συγκεντρώνεται στο σημείο του σημείου και η θερμότητα τριβής παράγεται υπό την πίεση. Αυτή η θερμότητα παράγεται από δύο είδη τριβής, το ένα είναι η επιφανειακή τριβή μεταξύ των υλικών του άνω και του κάτω μέρους και το άλλο είναι η διαμοριακή τριβή μέσα στο υλικό. Είναι η θερμότητα που παράγεται από την τριβή που προκαλεί το άνω και το κάτω μέρος να λιώνουν και να ενώνονται μεταξύ τους στη θέση συγκόλλησης.
2. Κατανοήστε τον ρυθμό θέρμανσης
Για το ίδιο υλικό, τρεις παράγοντες καθορίζουν τον ρυθμό θέρμανσης: συχνότητα, πλάτος και πίεση συγκόλλησης. Για υπάρχοντα εξοπλισμό, όπως μηχανήματα 15Khz, 20Khz, 30Khz ή 40Khz, η συχνότητα είναι σταθερή. Έτσι ο ρυθμός θέρμανσης μπορεί συνήθως να αλλάξει με την πίεση συγκόλλησης. Γενικά, όσο μεγαλύτερη είναι η πίεση, τόσο πιο γρήγορος είναι ο ρυθμός θέρμανσης. Εναλλακτικά, μπορείτε να διαφοροποιήσετε το πλάτος, καθώς με την πίεση, όσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος, τόσο πιο γρήγορος είναι ο ρυθμός θέρμανσης.
Φυσικά, η υπερβολική πίεση και το πλάτος μπορούν επίσης να επηρεάσουν αρνητικά την ποιότητα της συγκόλλησης, όπως να προκαλέσουν υποβάθμιση του υλικού, διαρροές, ρωγμές και φλας. Επομένως, η συγκόλληση με υπερήχους απαιτεί μια διαδικασία βελτιστοποίησης των παραμέτρων της διαδικασίας. Αφού καθοριστούν οι παράμετροι, η διαδικασία συγκόλλησης μπορεί να επιτύχει σταθερή απόδοση με γρήγορη ταχύτητα και υψηλή αντοχή συγκόλλησης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η συγκόλληση με υπερήχους χρησιμοποιείται ευρέως στη μαζική παραγωγή.
3. Χρόνος, Απόσταση, Ισχύς και Ενέργεια
Η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για τη συγκόλληση εξαρτάται από τον τύπο του υλικού, τον σχεδιασμό συγκόλλησης και τις προδιαγραφές του εξοπλισμού. Η παραδοσιακή μέθοδος ελέγχου της θερμότητας είναι η συγκόλληση με τη λειτουργία χρόνου, δηλαδή η συγκόλληση για ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, όπως 0.2-1s (γενικά λιγότερο από 1s). Ωστόσο, με τον σημερινό εξοπλισμό συγκόλλησης με υπερήχους, είναι συχνά δυνατός ο καθορισμός και η παρακολούθηση της απόστασης συγκόλλησης, της ισχύος και της ενέργειας. Με κατάλληλα εκπαιδευμένους χειριστές, μπορούν επίσης να γίνουν προσαρμογές παραμέτρων σύμφωνα με τις πραγματικές συνθήκες και τα διαφορετικά υλικά, με αποτέλεσμα σταθερά αποτελέσματα συγκόλλησης. Αυτό βελτιώνει επίσης σημαντικά την ευελιξία και την αξιοπιστία της συγκόλλησης.
