ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ Η ΥΛΤΡΑΣΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ
Στην υπερηχητική συγκόλληση, οι δονήσεις υψηλής συχνότητας εφαρμόζονται στις επιφάνειες των δύο τμημάτων με ένα δονητικό εργαλείο, κοινώς ονομαζόμενο «κέρατο» ή «sonotrode». Η συγκόλληση συμβαίνει ως αποτέλεσμα της θερμότητας τριβής που δημιουργείται στη διεπαφή μεταξύ των τμημάτων. Οι υπερηχητικές δονήσεις δημιουργούνται από μια σειρά εξαρτημάτων - την τροφοδοσία, τον μετατροπέα, τον ενισχυτή και το κέρατο - που δίνουν μηχανικούς κραδασμούς στα μέρη.
Η τροφοδοσία λαμβάνει μια τυπική τάση ηλεκτρικής γραμμής και την μετατρέπει σε λειτουργική συχνότητα. Στο ακόλουθο παράδειγμα, θα χρησιμοποιήσουμε μια κοινή συχνότητα συγκόλλησης υπερήχων 20 kHz, αν και η συγκόλληση μπορεί να λάβει χώρα σε μια περιοχή από 15 έως 60 kHz για να καλύψει εξειδικευμένες ανάγκες. Κατά τη λειτουργία, η παροχή ρεύματος στέλνει ηλεκτρική ενέργεια στη συγκεκριμένη συχνότητα μέσω καλωδίου RF στον μετατροπέα. Ο μετατροπέας χρησιμοποιεί πιεζοηλεκτρικά κεραμικά για να μετατρέψει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανικούς κραδασμούς στη συχνότητα λειτουργίας της τροφοδοσίας. Αυτή η μηχανική δόνηση αυξάνεται ή μειώνεται ανάλογα με τη διαμόρφωση του ενισχυτή και του κέρατος. Το κατάλληλο εύρος μηχανικών κραδασμών καθορίζεται από έναν μηχανικό εφαρμογών και βασίζεται στα θερμοπλαστικά υλικά που χρησιμοποιούνται στα μέρη.
Τα προς συγκόλληση εξαρτήματα τίθενται υπό μηχανικό φορτίο, γενικά με έναν πνευματικό ενεργοποιητή ο οποίος συγκρατεί το ενισχυτικό και το κέρας. Κάτω από αυτό το φορτίο, οι μηχανικοί κραδασμοί μεταδίδονται στη διεπιφάνεια μεταξύ των επιφανειών του υλικού, η οποία εστιάζει τις δονήσεις για να δημιουργήσει ενδομοριακή και τριβή επιφάνειας. Αυτή η τριβή δημιουργεί θερμότητα και ένα επακόλουθο τήγμα, το οποίο στερεοποιείται σε συγκολλημένο δεσμό.
Τα βασικά συστατικά ενός υπερηχητικού συστήματος είναι μια τροφοδοσία ρεύματος, ένας ενεργοποιητής και μια στοίβα. Η τροφοδοσία τροφοδοτείται από τάση γραμμής ονομαστικής ισχύος 120-240V και μετασχηματίζεται σε σήμα υψηλής τάσης, υψηλής συχνότητας. Περιέχει επίσης τον προγραμματισμό που απαιτείται για τη λειτουργία του ενεργοποιητή και της στοίβας με ελεγχόμενο τρόπο για να επιτευχθεί ένα επιθυμητό αποτέλεσμα συγκόλλησης. Ο ενεργοποιητής, είτε πνευματικά είτε ηλεκτρικά, με σερβομηχανισμό και διαθέσιμος ως αυτόνομη μονάδα φανοστάτης ή ενσωματωμένος σε αυτοματοποιημένο σύστημα, μετακινεί το υπερηχητικό εργαλείο προς τα τμήματα προς σύνδεση. Εφαρμόζει την απαιτούμενη δύναμη στα υλικά για να βοηθήσει στη δημιουργία των συνθηκών συγκόλλησης.
Η στοίβα υπερήχων ολοκληρώνει το σύστημα. Μεταφέρει τη δονητική ενέργεια, μέσω άμεσης επαφής με τα εξαρτήματα, στην επιφάνεια στεγανοποίησης / σύνδεσης. Η στοίβα αποτελείται συνήθως από τρία στοιχεία: τον μορφοτροπέα ή τον μετατροπέα (που περιγράφεται παραπάνω), ο οποίος περιέχει τους πιεζοηλεκτρικούς κεραμικούς κρυστάλλους που ταλαντεύονται στη συχνότητα του εφαρμοζόμενου σήματος τροφοδοσίας. Καθώς αυτές οι κρύσταλλοι ταλαντεύονται, φυσικά επεκτείνονται και συστέλλονται, δημιουργώντας μετρήσιμη μηχανική κίνηση (αναφερόμενη ως πλάτος από κορυφή σε κορυφή) στην πλευρά εξόδου του μορφοτροπέα.
Ο δεύτερος τομέας, ο ενισχυτής, με ένα προσαρτημένο δακτύλιο στο μέσο του, εξυπηρετεί δύο λειτουργίες: Λειτουργεί ως σημείο στήριξης της στοίβας στον ενεργοποιητή και χρησιμεύει επίσης για την ενίσχυση ή τη μείωση της κίνησης εξόδου που δημιουργείται στον μορφοτροπέα.
Το τρίτο και τελικό στοιχείο της στοίβας είναι το κέρατο (sonotrode) που θα έρθει σε επαφή με τα τμήματα που θα ενωθούν. Το κέρας θα σχεδιαστεί έτσι ώστε να ταιριάζει με το προφίλ των άκαμπτων εξαρτημάτων που πρόκειται να συνδεθούν ή μπορεί να έχει προστεθεί ένα προφίλ σφραγίσεως στην επιφάνεια επαφής του σε μία εφαρμογή μεμβράνης / υφάσματος. Για κάθε εφαρμογή, το κέρας έχει σχεδιαστεί για να συνδυάζεται με τα άλλα εξαρτήματα στοίβας για να φτάσει στο βέλτιστο επίπεδο εξόδου πλάτους για να επιτρέψει την υπερηχητική συγκόλληση να γίνει όσο το δυνατόν αποτελεσματικότερα.
Βρείτε έναν επαγγελματικό εξοπλισμό υπερήχων;
Κάντε κλικ στην τεχνολογία Altrasonic για να το καταλάβετε!
