Czasami ludzie mylą zgrzewanie wibracyjne i zgrzewanie ultradźwiękowe, ponieważ oba procesy wykorzystują energię drgań do spawania elementów z tworzyw sztucznych. Jednak te dwa procesy bardzo się od siebie różnią. Niech' przyjrzy się różnicom między tymi dwoma procesami i sposobom ich wykorzystania na swoją korzyść.
Wibruj, aby zgrzać plastik
Zarówno zgrzewanie wibracyjne, jak i zgrzewanie ultradźwiękowe wykorzystują wibracje do generowania tarcia i ciepła do zgrzewania tworzyw sztucznych.
Kierunek wibracji
Proces zgrzewania wibracyjnego powoduje, że jeden element wibruje względem drugiego z liniowym ruchem od lewej do prawej. Poświęć chwilę, pocierając ręce, jakbyś próbował się rozgrzać z zimna. Czynność, którą wykonujesz, jest taka sama, jak działanie spawarki wibracyjnej na dwie części. Tarcie między dwoma przedmiotami generuje ciepło do spawania.
Z kolei proces zgrzewania ultradźwiękowego powoduje, że jeden element wibruje prostopadle do drugiego, jak młot pneumatyczny na utwardzonej drodze. Wibracje w tym kierunku wydają się nierozsądne, ale spawanie ultradźwiękowe może wytwarzać niewiarygodnie szybkie wibracje, powodując tarcie molekularne i wytwarzając ciepło.
Częstotliwość wibracji
Częstotliwość jest miarą tego, ile wibracji jest zakończonych w ciągu jednej sekundy. Proces zgrzewania wibracyjnego wibruje około 120-240 razy lub 120-240 Hz na sekundę, w zależności od wielkości spawanych części. Ta częstotliwość jest całkowicie w zasięgu ludzkiego słuchu, więc sprzęt wibracyjny wykorzystuje dźwiękoszczelną obudowę, aby chronić operatora maszyny przed ogłuszającym dźwiękiem przypominającym mgłę.
Zgrzewanie ultradźwiękowe wibruje z częstotliwością ultradźwiękową, stąd nazwa. Jaka jest więc częstotliwość ultradźwięków? Są to częstotliwości, które może usłyszeć ludzkie ucho, zwykle 20000 Hz lub 20 kHz. Częstotliwość robocza większości procesów ultradźwiękowych wynosi od 20 do 40 kHz. Niektóre częstotliwości robocze to 15 kHz, co technicznie nie mieści się w zakresie ultradźwiękowym, ale nadal jest uważane za zgrzewanie ultradźwiękowe. Zastosowanie 20-40 kHz jest cichsze niż wibracje, ale ponieważ częstotliwość rezonansowa części plastikowych jest niższa, emituje ostry, ostry dźwięk.
Amplituda drgań
Amplituda to odległość między dwoma najdalszymi punktami ruchu wibracyjnego. W przypadku spawania wibracyjnego amplituda wynosi zwykle od 0,4 do 1,8 mm w maszynie o wysokiej częstotliwości i od 1,8 do 4,0 mm w maszynie o niskiej częstotliwości. Im niższa amplituda, tym wyższa częstotliwość.
Natomiast amplituda zgrzewania ultradźwiękowego jest znacznie mniejsza. Wiele zastosowań wykorzystuje od 25 do 125 mikronów lub od 0,025 do 0,125 mm. Podobnie jak w przypadku spawania wibracyjnego, im mniejsza amplituda, tym wyższa częstotliwość.
Czas spawania
Zgrzewanie wibracyjne jest procesem dość szybkim, typowy czas cyklu mieści się w przedziale 5-10 s, ale prędkość zgrzewania ultradźwiękowego jest dużo większa, a typowy czas cyklu to 1-3 s.
