Główne komponenty maszyny do spawania ultradźwiękowego
Maszyny te składają się z kilku komponentów o określonych funkcjach. Oto kilka ważnych części, które znajdziesz we wszystkich typach maszyn do spawania ultradźwiękowego:
· Generator
Generator ultradźwiękowej maszyny spawalniczej zamienia energię elektryczną o częstotliwości rezonansowej na wymagane napięcie i wysoką częstotliwość. Ponadto ma mikroprocesor odpowiedzialny za sterowanie cyklem spawania i dostarczanie ważnych komunikatów spawalniczych za pośrednictwem interfejsu użytkownika.
· Prasa mechaniczna
Prasa mechaniczna trzyma system spawalniczy i stosuje siłę, która utrzymuje spoinę razem. Posiada manometr i regulator, który pozwala operatorowi regulować siłę przyłożoną do systemu.
· Stos spoin
Spawalniczy stos składa się z przetwornika, wzmacniacza i tuby spawalniczej, które są zamontowane na prasie spawalniczej w centralnym punkcie wzmacniacza. Jest on odpowiedzialny za dostarczanie ultradźwiękowych drgań maszyny, których częstotliwość musi być zbliżona do częstotliwości generatora, aby uzyskać wysokiej jakości spoinę.
· Czujnik
Przetwornik lub konwerter zamienia energię elektryczną o wysokiej częstotliwości na drgania mechaniczne. Składa się z kilku ceramicznych dysków piezoelektrycznych umieszczonych między dwoma blokami tytanowymi. Ponadto elektrody są wykonane z cienkich metalowych płytek między dyskami piezoelektrycznymi.
· Wzmacniacz
Wzmacniacz ma dwie funkcje. Po pierwsze, wzmacnia drgania generowane przez kurczenie i rozszerzanie i przenosi je do głowicy spawalniczej. Po drugie, służy jako podstawa dla stosu spoin na spawarce.
· Róg spawalniczy
Głowica spawalnicza odpowiada za przenoszenie drgań na spawaną część. Wykonana jest z aluminium lub tytanu. Jednak aluminium nadaje się tylko do zastosowań o małej objętości, ponieważ ulega zużyciu. Aby zmniejszyć zużycie, większość głowic spawalniczych ma hartowane końcówki.
· Narzędzie wsparcia
Narzędzie podporowe służy do trzymania dolnej części maszyny podczas procesu spawania. Jest podstawą maszyny i jest zaprojektowane tak, aby pasowało do konturów przedmiotu obrabianego.
Jak działa spawanie ultradźwiękowe
Mechanizm spawania ultradźwiękowego
Spawanie ultradźwiękowe opiera się na procesie nagrzewania i topienia materiałów za pomocą wibrujących fal dźwiękowych. Oto podsumowanie działania procesu:
Przygotowanie materiału: Części z tworzywa sztucznego układa się tak, aby utworzyć połączenie zakładkowe, a następnie umieszcza na stosie spawalniczym maszyny.
Generowanie energii elektrycznej o wysokiej częstotliwości: Generator tej maszyny przetwarza energię elektryczną (50-60 Hz) na wysokie częstotliwości (20 – 40 kHz).
Konwersja na fale ultradźwiękowe: Przetwornik zamienia prąd o wysokiej częstotliwości na fale ultradźwiękowe. Następnie wzmacniacz wzmacnia drgania.
Spawanie: Róg lub sonotroda skupia drgania ultradźwiękowe na wyrównanych częściach z tworzywa sztucznego lub metalu. Następnie operator wywiera nacisk za pomocą prasy. Po zakończeniu operator cofa róg i usuwa materiał spawalniczy.
Rodzaje spawania ultradźwiękowego – tworzywa sztuczne i metale
Proces spawania ma ograniczenia co do rodzaju i rozmiaru materiałów, z którymi jest kompatybilny. Poniżej przedstawiono materiały powszechnie stosowane w tej technologii.
· Spawanie tworzyw sztucznych metodą ultradźwiękową
Proces spawania ultradźwiękowego jest jedną z najpopularniejszych technik spawania tworzyw sztucznych. Nadaje się do spawania tworzyw termoplastycznych, takich jak poliwęglan, ABS, poliester itp. Należy jednak zachować ostrożność w kwestii takich właściwości, jak obecność wilgoci i twardość. Ponadto proces ten nie nadaje się do polimerów tworzyw sztucznych, takich jak PVC i poliamid.
· Spawanie metali ultradźwiękowe
Technika spawania ultradźwiękowego metali jest kompatybilna z szeroką gamą metali, takich jak aluminium, miedź, srebro, mosiądz, nikiel, złoto i ich stopy. Jednak technika ta nadaje się tylko do metali cienkich i małych.
· Rozważania dotyczące wyboru materiałów
Wybór odpowiedniego materiału jest ważną częścią spawania ultradźwiękowego. Istnieją jednak pewne problemy z wyborem odpowiedniego materiału do produktu końcowego.
Kształt: Kształt części powinien umożliwiać nakładanie, ponieważ technika ta nadaje się wyłącznie do nakładania.
Zawiera wilgoć: Materiał nie powinien zawierać wilgoci, ponieważ wpłynie to na jakość spawanej części. Dlatego należy uważać na materiały, które mogą wchłaniać wilgoć, takie jak akryl.
Twardość: Odpowiedni materiał musi być miękki, taki jak ABS. Ze względu na twardość materiałów takich jak polipropylen i poliwęglan, ta technika spawania może nie być odpowiednia dla tych materiałów.
Grubość: Grube materiały wymagają więcej energii, aby wibrować i rozrywać wiązania molekularne, a maszyna może nie być w stanie wygenerować tej energii. Dlatego proces ten nadaje się tylko do cienkich części (0.38mm – 3mm).
Podobne materiały: Proces spawania ultradźwiękowego nadaje się do spawania dwóch podobnych części termoplastycznych, ponieważ są one chemicznie kompatybilne. Podczas procesu topienia mogą tworzyć wiązanie molekularne.
Materiały różne: Ten proces spawania nadaje się również do spawania materiałów różnych. Muszą się one jednak stopić w temperaturze 40 stopni 0F i mieć podobne struktury molekularne. Na przykład ABS i akryl są dobrym połączeniem, podczas gdy polietylen i polipropylen są chemicznie niekompatybilne.
Oprócz podobieństwa materiałów, wybór odpowiedniego materiału zależy również od obecności środków smarnych, wypełniaczy, pigmentów itp. Dlatego też uzyskanie porady od ekspertów spawalnictwa, takich jak my, może być przełomem.
