Pieci faktori, kas ietekmē veiksmīgu ultraskaņas metināšanu
1. Metināšanas frekvences
Parasti metināšanas frekvences ir no 40kHz līdz 15kHz. Dažādie pielietojuma parametri noteiks labāko aprīkojumu un frekvenci, lai detaļām iegūtu optimālu metinājumu.
Piemēram, maziem, delikātiem mezgliem (iespiedshēmas plates, mikroelektroniskās detaļas utt.) Ar tuvām pielaidēm augstāka frekvence (piemēram, 40 kHz) ir labāk piemērota, jo spiedienu un ultraskaņas vibrācijas var samazināt līdz ar jebkuru marķējumu A klases virsmas.
Zema frekvence (piemēram, 15 kHz) ir labi piemērota vidēja un liela izmēra detaļām, kā arī ļauj daudzu mīkstāku plastmasu metināt ar lielākiem tālienes attālumiem (vairāk par to zemāk), nekā tas ir bieži iespējams ar augstfrekvences sistēmām.
20 kHz frekvence ir plastmasas montāžā visbiežāk izmantotā ultraskaņas frekvence, un tā nodrošina maksimālu elastību, jo tā ir piemērota visdažādākajiem lietojumiem un termoplastiskām sastāvdaļām.
2. Materiālie apsvērumi
Ievērojot iepriekš aprakstīto ultraskaņas montāžas pamatprincipu, termoplastiku var montēt ultraskaņas ceļā, jo tie kūst noteiktā temperatūras diapazonā; tā kā termoreaktīvie materiāli, kas karsējot noārdās, nav piemēroti ultraskaņas montāžai.
Jebkura termoplastiskā materiāla metināmība ir atkarīga no tā stingrības vai elastības moduļa, blīvuma, berzes koeficienta, siltumvadītspējas, īpatnējā siltuma un Tm vai Tg.
Kopumā stingrai plastmasai piemīt izcilas metināšanas īpašības tālā laukā, jo tā viegli pārraida vibrācijas enerģiju. Mīkstā plastmasa, kurai ir zems elastības modulis, mazina ultraskaņas vibrācijas, un tāpēc to ir grūtāk metināt.
Saliekot, veidojot vai metinot ar punktu, ir taisnība. Parasti, jo mīkstāka plastmasa, jo vieglāk metināt, veidot vai punktēt.
Arī sveķus parasti klasificē kā amorfus vai kristāliskus. Ultraskaņas enerģiju viegli pārraida caur amorfiem sveķiem, kas tāpēc viegli izmanto metināšanu ar ultraskaņu. Kristāliskie sveķi, no otras puses, nav viegli pārraidīt ultraskaņas enerģiju. Šī iemesla dēļ, metinot kristāliskos sveķus, jāizmanto augstāks amplitūdas un enerģijas līmenis, un īpaša uzmanība jāpievērš savienojuma uzbūvei.
Mainīgie lielumi, kas var vēl vairāk ietekmēt metināmību, ir mitruma saturs, pelējuma noņemšanas līdzekļi, smērvielas, plastifikatori, pildvielu pastiprinošie līdzekļi, pigmenti, liesmas slāpētāji un citas piedevas, kā arī faktiskā sveķu pakāpe.
Tāpat ir svarīgi noteikt kopā metināto materiālu saderības pakāpi. Dažiem materiāliem ir zināma saderības pakāpe, taču ne visi pakāpieni un kompozīcijas var būt saderīgi, un daži nemaz nav saderīgi.
3. Kopīga dizaina ietekme
Iespējams, ka kritiskākais ultraskaņas metināšanas aspekts ir locītavas dizains (divu pārošanās virsmu konfigurācija). Jāņem vērā, kad metināmās detaļas joprojām ir projektēšanas stadijā un pēc tam iekļautas veidotajās detaļās. Pastāv dažādas kopīgas konstrukcijas, katrai no tām ir īpašas iezīmes un priekšrocības. To izvēli nosaka tādi faktori kā plastmasas tips, detaļu ģeometrija, metināšanas prasības, apstrādes un liešanas iespējas un kosmētiskais izskats.
4. Instrumenti un armatūra
Lai sasniegtu efektīvu ultraskaņas metinājumu, ir grūti pārvērtēt ragu un armatūras nozīmi.
Rūpniecībā agrāk bija viedoklis, ka ragi un armatūra konkrētam pielietojumam ir jāsniedz vienam un tam pašam ražotājam neatkarīgi no tā, kura metināšanas prese tika izmantota. Mūsdienās inženieri saprot, ka tos var brīvi sajaukt un saskaņot: Vislabākajiem darbarīkiem nav jābūt ar tādu pašu nosaukumu, kāds ir presē, ja vien metināšanas biežums sakrīt.
Instrumentu izgatavošanas materiālu klāstā ir alumīnijs, titāns, rūdīts tērauds un nerūsējošais tērauds. Labākos materiālus darbam noteiks tādi faktori kā metinātās plastmasas tips, savienojuma lielums un konfigurācija, metināšanas stiprība un / vai izturība. Piemēram, lai palielinātu ilgmūžību, laba izvēle varētu būt rūdīts tērauds.
Obligāti ir arī labs armatūras dizains. Armatūrai ir divi galvenie mērķi: izlīdzināt detaļas zem raga un atbalstīt tieši zem metinājuma vietas. Šis atbalsts ietver arī ultraskaņas enerģijas atspoguļošanu atpakaļ uz metinājuma plakni, tāpēc armatūra bieži tiek izgatavota no metāla.
Lai palielinātu izturību un izturību, var uzklāt karbīdu vai hromu. Neregulāras formas detaļu kontūrveida armatūru un instrumentus var pielāgot individuāli, kā arī perifērijas ierīces pretējo daļu nostiprināšanai, turēšanai un izlīdzināšanai. Var arī uzbūvēt segmentētus un regulējamus armatūras elementus, lai nodrošinātu drošu sadedzināšanu ar veidņu plastmasas detaļām.
5. Metināšanas parametri
Pašā metināšanas procesa laikā atkarībā no izmantotās sistēmas veida iznākumu ietekmē dažādi metināšanas parametru parametri. Tie ietver amplitūdu / spiedienu, sprūda spēku un pielaides robežas atkarībā no tā, vai metināšanu veic laiks, enerģija vai attālums.
Amplitūdas iestatījumu izmanto, lai norādītu vibrāciju amplitūdu. Spēcīgu amplitūdas un spiediena iestatījumu pielāgošanu bieži var veikt kontrolierī, kas darbina presi, savukārt lielus pielāgojumus var veikt, izmantojot pastiprinātājus un spiediena vadības ierīces.
Palaišanas spēka spiediena iestatījumi norāda spiedienu, kas jāsasniedz, lai iedarbinātu ultraskaņu. Šī parametra pielāgošana ar iestatījumiem, piemēram, aizkaves taimeriem, iepriekšējas palaišanas režīmiem un spēka / spiediena iestatījumiem, var ietekmēt to, cik ilgi detaļas ir kontaktā, pirms ultraskaņa faktiski ir ieslēgta.
Laika iestatījumi, piemēram, metināšanas laiks (laiks, kura laikā detaļām faktiski tiek pielietotas ultraskaņas vibrācijas), un turēšanas laiks (laiks, kurā tiek uzturēts spiediens, lai nodrošinātu detaļu pareizu saķeri pēc faktiskā metināšanas laika un ar ultraskaņu lai šuve varētu atdzist), turpiniet ietekmēt to, kad un cik ilgi ultraskaņai vajadzētu būt ieslēgtai.
Tāpat dažas sistēmas ļaus lietotājam norādīt enerģijas iestatījumus - piemēram, ar ierobežojumiem un kalibrēšanas impulsu -, savukārt dažas atļaus arī attāluma iestatījumus, piemēram, inkrementālo, iepriekšējo sprūdu, absolūto un ierobežojumus.
Kā redzams, ļoti daudz kustīgu detaļu, ja vēlaties, nonāk ultraskaņas metināšanas procesa laikā. Šo parametru manipulēšana var nozīmēt atšķirību starp veiksmīgu metinājumu un neefektīvu metinājumu vai saplaisājušu ragu.
