Plastmasas ultraskaņas metināšanas iekārtas darbības princips
Skaņas viļņu jēdziens un klasifikācija
Viļņus izraisa traucējumi, kas sākas noteiktā punktā, un tie tiek izplatīti vai pārraidīti uz citiem punktiem iepriekš noteiktā veidā. Akustiskais vilnis ir vibrācijas enerģijas izplatīšanās elastīgā vidē, sava veida elastīgs mehāniskais vilnis. Šķidrā vai cietā vidē, kad masas punkts novirzās no līdzsvara stāvokļa, tas izraisīs elastīgo atjaunojošo spēku barotnē. Šis elastīgais atjaunojošais spēks ir savienots ar sistēmas inerci tā, ka vidējas masas punkta vibrācija tiek nepārtraukti pārraidīta uz blakus esošajiem masas punktiem, tādējādi radot un izstarojot skaņas viļņus. Akustiskie viļņi ir elastīgs mehānisks vilnis. Cilvēka auss dzirdamo skaņas viļņu frekvenču diapazons parasti ir no 20 Hz līdz 20 KHz, ko sauc par dzirdamu skaņu. Skaņas viļņus ar frekvenci no 2 × 104 Hz līdz 2 × 109 Hz sauc par virsskaņas viļņiem, bet skaņas viļņus, kuru frekvence ir zemāka par 20 Hz, sauc par infraskaņas viļņiem. (Infraskaņas vilnis). Šīm nedzirdamajām skaņām ir būtiska ietekme uz cilvēka dzīvi, un tām ir arī plašs pielietojums un attīstības perspektīvas.
| Frekvence/ Hz | Iespējas | |
| Infraskaņa | 〈20 | Cilvēka ausis nedzird, pārraides vājināšanās ir ļoti maza, un pārraides attālums ir ļoti garš. |
| Dzirdama skaņa | 20-2×104Hz | Var dzirdēt ar cilvēka ausi |
| Ultraskaņa | 2×104Hz-2×109Hz | Izplatīšanās frekvence ir augsta, izplatīšanās virziens ir spēcīgs, vidējā vibrācija ir spēcīga, un izplatīšanās šķidrumā var izraisīt kavitāciju. |
| Ultraskaņa | 2×109Hz-2×1012Hz | Izplatīšanās vājināšanās ir liela, viļņa garums ir īss, un frekvenču josla aptuveni atbilst mikroviļņu krāsnij. |
Ultraskaņa atšķiras no parastajiem skaņas viļņiem ar šādām īpašībām: augsta frekvence, īss viļņa garums, liela enerģija, atstarošana, refrakcija, rezonanse un enerģijas zudums izplatīšanās procesā.
Ultraskaņas plastmasas metināšanas princips un process
Ultraskaņas plastmasas metināšana (ultraskaņas metināšana) ir bezkontakta metināšanas metode. Ultraskaņas metināšanas princips ir pārveidot 50/60 Hz strāvu 15, 20, 30 vai 40 KHz augstfrekvences elektriskajā enerģijā, izmantojot ultraskaņas ģeneratoru, un pārveidoto elektrisko enerģiju to pārvērš tādas pašas frekvences gareniskajā mehāniskajā vibrācijā. enerģijas pārveidošanas ierīci, un pēc tam šīs izmaiņas caur amplitūdas regulēšanas ierīci tiek pārraidītas uz metināšanas galviņu, un metināšanas galva nodod saņemto vibrācijas enerģiju uz metināšanas oriģināla savienojumu. Teritorija ar lielu akustisko pretestību saskarnē izmanto berzi, lai pārveidotu vibrācijas enerģiju siltumenerģijā, lai radītu lokālu augstu temperatūru. Siltums tiek koncentrēts metināmā materiāla vidū. Plastmasas sliktās siltumvadītspējas dēļ to nevar savlaicīgi izkliedēt, izraisot plastmasas kontaktvirsmas strauju kušanu. Pēc tam savienojiet savienojošās virsmas. Ultraskaņas metināšanu var izmantot vairuma inženiertehnisko plastmasu līmēšanas procesā, kļūstot par vienu no svarīgākajiem līmēšanas procesa tehniskajiem resursiem, un tai ir plašs pielietojuma klāsts. Metināšanas stiprums var būt tuvu izejmateriāla stiprumam, un materiāla īpašības netiek tieši ietekmētas vai mainītas. Metināšanas metodei ir materiāla plastiskuma saglabāšanas īpašības, un tai ir neliela ietekme uz savienoto detaļu elastību un mehānisko izturību. Tas atbilst inženiertehniskajām savienojuma tehniskajām prasībām. .
1. attēls Ultraskaņas metināšanas iekārtas darbības principa struktūras diagramma
Ultraskaņas metināšanas process:
Strāvas padeve aktivizē sprūda vadības signāla pneimatisko transmisijas sistēmu, cilindrs paaugstina spiedienu metināšanas galviņā, lai tas nokristu, un nospiež metinājumu, lai iedarbinātu ultraskaņas ģeneratoru, izstaro ultraskaņu un uztur noteiktu metināšanas laiku, noņem ultraskaņas emisiju, turpina uzturēt noteiktu spiedienu uz noteiktu laiku, samaziniet spiedienu, un metināšanas galviņa Paņemšana, metināšana ir beigusies.
2. attēls Ultraskaņas metināšanas procesa 4 posmi
Pirmajā posmā metināšanas galviņa saskaras ar detaļu, izdara spiedienu un sāk vibrēt. Berzes siltums izkausē enerģiju vadošās ribas, un kausējums ieplūst savienojuma virsmā. Samazinoties attālumam starp abām daļām, metināšanas nobīde (attāluma samazināšanās starp abām daļām kausējuma plūsmas dēļ) sāk palielināties. Sākumā metināšanas pārvietojums strauji palielinās, un pēc tam tas palēninās, kad izkusušais enerģijas vadīšanas stienis izplatās un pieskaras apakšējās daļas virsmai. Cietvielu berzes stadijā karsēšanu izraisa berzes enerģija starp abām virsmām un iekšējā berze daļās. Berzes karsēšana liek polimēra materiālam uzkarst līdz kušanas temperatūrai. Siltuma vērtība ir atkarīga no darbības biežuma, amplitūdas un spiediena;
Kušanas ātruma palielināšanās otrajā posmā palielina metināšanas nobīdi un saskari starp abu daļu virsmām. Šajā posmā veidojas plāns kausētais slānis, un nepārtrauktas karsēšanas dēļ izkausētā slāņa biezums palielinās. Siltumu šajā posmā rada viskoza izkliede;
Trešajā posmā šķīduma slāņa biezums metinātajā šuvē paliek nemainīgs un ar nemainīgu temperatūras sadalījumu notiek vienmērīga kušana;
Ceturtajā posmā, kad ir pagājis iestatītais laiks vai sasniegts konkrētais enerģijas, jaudas līmenis vai attālums, tiek pārtraukta strāvas padeve, ultraskaņas vibrācija apstājas un sākas ceturtais posms. Spiediens tiek uzturēts, lai daļa no papildu kausējuma tiktu izspiesta no savienojošās virsmas. Maksimālā nobīde tiek sasniegta, kad metinātā šuve tiek atdzesēta un sacietējusi, un notiek starpmolekulārā difūzija.
Ultraskaņas metināšanas tehnoloģija tiek plaši izmantota dažādās jomās, un tehnoloģija pakāpeniski tiek nobriedusi nepārtrauktā praksē. Ultraskaņas plastmasas metināšanas procesā metināšanas kvalitāti ietekmēs iekārtas modeļa izvēle, lodmetāla izvēle un metināšanas plūsmas projektēšana. Tāpēc pirms ultraskaņas plastmasas metināšanas iekārtas iegādes ir jāveic attiecīgā kontrole, lai uzlabotu plastmasas metināšanas kvalitāti.
