Δομική σύνθεση πλαστικής μηχανής συγκόλλησης με υπερήχους
Ο εξοπλισμός συγκόλλησης με υπερήχους αποτελείται από εργαλεία πρέσας, γεννήτριας, μορφοτροπέα, κόρνας, κεφαλής συγκόλλησης και ανταλλακτικών
1 Γεννήτρια υπερήχων
Η λειτουργία της γεννήτριας υπερήχων είναι να μετατρέψει την τάση συχνότητας ισχύος (50 Hz ή 60 Hz) σε τάση συχνότητας υπερήχων. Ο μικροεπεξεργαστής ελέγχει τον κύκλο συγκόλλησης και τροφοδοτεί τις βασικές πληροφορίες συγκόλλησης στον χρήστη μέσω της διεπαφής χρήστη. Η διεπαφή χρήστη επιτρέπει επίσης στον χειριστή να εισάγει τις απαιτούμενες παραμέτρους συγκόλλησης.
Υπερηχητικός πλαστικός οξυγονοκολλητής
2 Στοίβα συγκόλλησης / Σύστημα ακουστικής ενέργειας Η στοίβα συγκόλλησης παρέχει μηχανική δόνηση υπερήχων, η οποία αποτελείται γενικά από τρία μέρη: μορφοτροπέα, κόρνα και κεφαλή συγκόλλησης και στερεώνεται στην πρέσα συγκόλλησης στο κέντρο της κόρνας. Το κιτ συγκόλλησης είναι ένα αντηχείο κάπως παρόμοιο με ένα πιρούνι συντονισμού. Η συχνότητα συντονισμού του κιτ συγκόλλησης πρέπει να ταιριάζει απόλυτα με τη συχνότητα του ηλεκτρικού σήματος από τη γεννήτρια (με διαφορά μικρότερη από 30 Hz).
2.1 Μετατροπέας
Το αντίστροφο πιεζοηλεκτρικό εφέ μετατρέπει την τάση συχνότητας υπερήχων από τη γεννήτρια σε μηχανική δόνηση υπερήχων της ίδιας συχνότητας. Αποτελείται από πολλά πιεζοηλεκτρικά κεραμικά φύλλα που στριμώχνονται μεταξύ δύο μεταλλικών (συνήθως τιτανίου) τεμαχίων. Υπάρχει μια λεπτή μεταλλική πλάκα μεταξύ των φύλλων για σχηματισμό ηλεκτροδίων. Όταν το ημιτονοειδές ηλεκτρικό σήμα παρέχεται στον μετατροπέα μέσω του ηλεκτροδίου, το πιεζοηλεκτρικό φύλλο διαστέλλεται και συστέλλεται, παράγοντας μια αξονική κίνηση από κορυφή σε κορυφή 15-20 μm. Ο μορφοτροπέας είναι μια συσκευή ακριβείας και πρέπει να αντιμετωπιστεί με προσοχή.
2.2 Κέρας
Το κέρατο έχει δύο λειτουργίες. Η κύρια λειτουργία του είναι να ενισχύσει τη μηχανική δόνηση που παράγεται στο τέλος του μορφοτροπέα και να μεταδώσει τη δόνηση στην κεφαλή συγκόλλησης. Μια άλλη λειτουργία είναι να παρέχει μια θέση για το κιτ στερέωσης στην πρέσα συγκόλλησης. Όταν εφαρμόζεται υπερηχητική ενέργεια στον μορφοτροπέα, το κέρατο διαστέλλεται και συστέλλεται. Όπως και τα άλλα μέρη του κιτ συγκόλλησης, η κόρνα είναι μια συσκευή συντονισμού, οπότε πρέπει επίσης να αντηχεί σε μια συγκεκριμένη συχνότητα προκειμένου να μεταφέρει ενέργεια υπερήχων από τον μορφοτροπέα στην κεφαλή συγκόλλησης. Για να λειτουργήσει αποτελεσματικά, το κέρατο πρέπει να έχει μήκος μισού κύματος ή ακέραιο πολλαπλάσιο του μήκους μισού κύματος του υπερηχητικού κύματος στο υλικό κατασκευής του. Γενικά μισό μήκος κύματος.
2.3 Κεφαλή συγκόλλησης
Η κεφαλή συγκόλλησης είναι το μέρος του κιτ συγκόλλησης που παρέχει ενέργεια στα μέρη που πρόκειται να συγκολληθούν. Όπως το κέρατο, η κεφαλή συγκόλλησης είναι επίσης μια συσκευή συντονισμού, και στις περισσότερες εφαρμογές παρέχεται μηχανική ενίσχυση. Το μήκος της κεφαλής συγκόλλησης πρέπει να είναι το μισό μήκος κύματος ή το μισό μήκος κύματος του υπερηχητικού κύματος στο υλικό κατασκευής του
Ένα ακέραιο πολλαπλάσιο του. Αυτό διασφαλίζει ότι το άκρο της κεφαλής συγκόλλησης έχει επαρκές πλάτος για επίτευξη συγκόλλησης. Το πλάτος είναι γενικά 30 ~ 120 μm. Ο σχεδιασμός των εξαρτημάτων που θα συγκολληθούν και η άρθρωση καθορίζουν το μέγεθος και το στυλ της κεφαλής συγκόλλησης. Το σχήμα της κεφαλής συγκόλλησης είναι πολύ σημαντικό, επειδή η τάση που προκαλείται από την αξονική διαστολή και τη συστολή της κεφαλής συγκόλλησης μπορεί να προκαλέσει ρωγμές σε μεγάλο πλάτος. Σε ορισμένες εφαρμογές, η κεφαλή συγκόλλησης επεξεργάζεται με πολλαπλές αξονικές εγκοπές. Αυτό γίνεται για να διασφαλιστεί ότι το μέγιστο πλάτος είναι στη διαμήκη κατεύθυνση. Το άκρο της κεφαλής συγκόλλησης μεταδίδει υπερηχητική ενέργεια στα μέρη που πρόκειται να συγκολληθούν. Τα άκρα πρέπει να είναι ειδικά σχεδιασμένα ώστε να ταιριάζουν με τα εξαρτήματα ώστε να εξασφαλίζεται η μέγιστη μεταφορά ενέργειας μεταξύ της κεφαλής συγκόλλησης και των εξαρτημάτων. Συνήθως το άκρο της κεφαλής συγκόλλησης μετατρέπεται σε προφίλ που ταιριάζει με το περίγραμμα του εξαρτήματος.
Για να αποφευχθεί η εσοχή και να μειωθεί η φθορά, το αλουμίνιο πρέπει να επικαλυφθεί με νικέλιο ή χρώμιο. Όταν απαιτείται αντοχή στην κρούση ή αντοχή στη φθορά και όταν συγκολλάτε πλαστικά ή ενσωματωμένα μεταλλικά ένθετα, απαιτούνται χαλύβδινες κεφαλές συγκόλλησης. Η κεφαλή συγκόλλησης από χάλυβα έχει χαμηλή αντοχή στην κόπωση και χρησιμοποιείται μόνο σε περιπτώσεις χαμηλού πλάτους Τα σύνθετα μέρη, τα ειδικά σχήματα ή τα μέρη μεγάλου μεγέθους συνήθως απαιτούν σύνθετες κεφαλές συγκόλλησης (κεφαλές συγκόλλησης παιδιών-γυναικών). Αυτή τη στιγμή, η κεφαλή συγκόλλησης βάσης είναι κατασκευασμένη από αλουμίνιο, τιτάνιο ή δευτερεύουσες κεφαλές συγκόλλησης συνδέονται με τη βασική κεφαλή συγκόλλησης και καθοδηγούν την ενέργεια.
3 Πατήστε
Η πρέσα χρησιμοποιείται για τη στερέωση του κιτ συγκόλλησης και για την εφαρμογή της δύναμης που απαιτείται για τη συγκόλληση. Αποτελείται από μια βάση για τη στερέωση του εξαρτήματος και έναν κύλινδρο αέρα για την άσκηση δύναμης. Η πρέσα είναι εξοπλισμένη με μανόμετρο και βαλβίδα ρύθμισης για τη ρύθμιση της δύναμης συγκόλλησης. Πρέπει να σημειωθεί ότι η ειδική πίεση μετρητή που τίθεται σε έναν εξοπλισμό συγκόλλησης με υπερήχους δεν είναι απαραίτητα η ίδια με τη δύναμη συγκόλλησης που παρέχεται από άλλο συγκολλητή με την ίδια πίεση μετρητή. Η δύναμη συγκόλλησης πρέπει να βαθμονομείται με ένα μανόμετρο για να συγκρίνεται απευθείας η δύναμη συγκόλλησης μεταξύ διαφορετικών συγκολλητών. Υπάρχει επίσης μια βαλβίδα ελέγχου ροής στην πρέσα για να ρυθμίσετε την ταχύτητα της κεφαλής συγκόλλησης που πλησιάζει το προς συγκόλληση μέρος. Ορισμένος εξοπλισμός συγκόλλησης χρησιμοποιεί σύστημα ηλεκτρομαγνητικής πίεσης δύναμης για να αντικαταστήσει τον παραδοσιακό κύλινδρο, ο οποίος μπορεί να ελέγξει καλύτερα την ταχύτητα προσέγγισης, η οποία είναι επωφελής κατά τη συγκόλληση μικρών ή ακριβών εξαρτημάτων.
4 Εργαλεία υποστήριξης
Η βάση πρέσας διορθώνει τα εργαλεία που υποστηρίζουν τα εξαρτήματα κατά τη διαδικασία συγκόλλησης. Το εργαλείο υποστήριξης έχει σχεδιαστεί ειδικά για να αποτρέπει την κίνηση του κάτω μέρους κατά την εφαρμογή υπερήχων. Συνήθως επεξεργάζεται σε σχήμα που ταιριάζει στενά με το περίγραμμα της επιφάνειας. Τα φωτιστικά κυμαίνονται από απλό έως πολύπλοκο, ανάλογα με τη σχεδίαση εξαρτημάτων. Τα κάτω μέρη πρέπει να τοποθετούνται και να στηρίζονται σταθερά. Το εξάρτημα ή η βάση πρέπει να είναι ρυθμιζόμενο ώστε να διασφαλίζεται ότι το τμήμα είναι κάθετο στην κεφαλή συγκόλλησης. Το εξάρτημα μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία από διάφορα υλικά. Ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι η καλύτερη επιλογή γιατί είναι εύκολο στη μηχανή και στο στίλβωση. Τα ειδικά φωτιστικά μπορούν τώρα να επεξεργαστούν απευθείας μέσω δεδομένων CAD. Μεγαλύτερα, περίπλοκα, περίεργα σχήματα ή μικρά τμήματα παρτίδας συνήθως στερεώνονται με χύτευση μαλακής πολυουρεθάνης.
