Hegesztő ultrahangos műanyagok, műanyagok, fémek, polimer anyagok, alumínium profilok. Ultrahangos hegesztés: technológia, káros tényezők

A fémek ultrahangos hegesztése aOlyan eljárás, amelyben a szilárd fázisban egy all-in-one vegyületet kapunk. A fiatal állományok kialakulása (amelyekben a kötések keletkeznek) és a közöttük való érintkezés különleges eszköz hatására történik. Ez biztosítja a csekély amplitúdó és a kompressziós normál erő viszonylagos váltakozó tangenciális elmozdulásait a munkadarabokon. Nézzük meg részletesebben az ultrahangos hegesztési technológiát.

Csatlakozási mechanizmus

Alacsony amplitúdó eltolódások fordulnak előalkatrészek ultrahangos frekvenciával. Ezeknek köszönhetően a részecskék felületén a mikrorosodás műanyag deformáción megy keresztül. Ugyanakkor a szennyezés kiürül a csatlakozási zónából. Az ultrahangos mechanikai rezgéseket a hegesztési helyre továbbítják a szerszámtól a munkadarab külsejétől. Az egész folyamat oly módon van kialakítva, hogy elkerülje a készülék elcsúszását és a részek felületén lévő támaszt. Az előformákon átáramló oszcillációk során az energia eloszlik. Ezt a külső felület súrlódása biztosítja a hegesztés kezdeti szakaszában lévő felületek és a tartály és a szerszám között a rögzítési terület kialakítása után elhelyezkedő anyag belső súrlódása között. A csatlakozásnál a hőmérséklet emelkedik, ami megkönnyíti a deformációt.

Az anyag specifikus viselkedése

Tangenciális mozgások a részek között ésAz általuk okozott feszültségek és a hegesztőerővel való összenyomással együtt működnek, biztosítják az intenzív műanyag deformáció lokalizálását kis térfogatban a közeli rétegekben. Az egész folyamatot az oxidfilmek és más szennyeződések zúzásával és mechanikus evakuálásával kíséri. Az ultrahangos hegesztés csökkenti a kitermelési pontot, ezáltal megkönnyíti a műanyag deformációját.

Folyamat jellemzői

Az ultrahangos hegesztés elősegíti aa kapcsolat szükséges feltételei. Ezt a konverter mechanikai rezgései biztosítják. A rezgésenergiának köszönhetően a nyíróerő, a kompresszió és a feszültség összetett feszültségeket hoz létre. Műanyag deformáció akkor következik be, amikor az anyagok rugalmasságának határát túllépik. Erős kapcsolatot biztosít a felületes oxidok, szerves és adszorbeált filmek evakuálása után a közvetlen érintkezés területén.

Alkalmazása az Egyesült Államokban

Az ultrahangot széles körben használják a tudomány területén. Segítségével a tudósok számos anyag és jelenség fizikai tulajdonságait vizsgálják. Az iparágban az ultrahangot a zsírozás és a termékek tisztítására használják, a hard-to-work anyagokkal dolgozva. Emellett az oszcilláció kedvezően befolyásolja a kristályosodó olvadékot. Az ultrahang gáztalanítja és szemcsésedik, növeli az öntött anyagok mechanikai tulajdonságait. A rezgések hozzájárulnak a maradék feszültségek eltávolításához. Széles körben használják a lassú kémiai reakciók sebességének növelésére. Az ultrahangos hegesztés különböző célokra használható. Az oszcillációk lehetnek energiaforrások a varrat és a pont összeköttetések kialakulásához. Amikor ultrahangot alkalmaznak a hegesztőfürdőre a kristályosodás során, javítják a kötés mechanikai tulajdonságait az ízület szerkezetének és a gázok intenzív eltávolításának őrlésével. Mivel a vibrációk ténylegesen eltávolítják a szennyeződéseket, a mesterséges és a természetes filmeket, az alkatrészek oxidált, lakkozott stb. Az ultrahang segít csökkenteni vagy megszüntetni a hegesztés során fellépő saját feszültségeket. A rezgések miatt stabilizálható a vegyület szerkezetét. Ez viszont segít megelőzni a struktúrák spontán deformációjának lehetőségét. Az ultrahangos hegesztés a közelmúltban szélesebb körben alkalmazott. Ez annak köszönhető, hogy kétségtelenül előnyösek ennek a kapcsolási módnak a hideghez és az érintkezési módokhoz képest. Különösen gyakran használnak ultrahangos vibrációt a mikroelektronikában.

Ígéretes területpolimer anyagok ultrahangos hegesztése. Néhányat nem lehet más módszerrel összekapcsolni. Az ipari vállalatoknál jelenleg vékonyfalú alumínium profilok, fóliák és vezetékek ultrahangos hegesztése folyik. Ez a módszer különösen hatékony a heterogén nyersanyagokból származó termékek összekapcsolására. Az alumínium ultrahangos hegesztése háztartási készülékek gyártása során történik. Ez a módszer hatékonyan használható a lemezanyagok (nikkel, réz, ötvözetek) összekapcsolására. A műanyag ultrahangos hegesztése alkalmazásra került optikai és finommechanikai eszközök gyártásában. Jelenleg a mikroáramkörök különböző elemeinek összekapcsolására szolgáló gépeket hoztak létre és vezették be a gyártásba. A készülékek automatikus eszközökkel vannak ellátva, ami miatt a termelékenység jelentősen megnő.

Az ultrahang teljesítménye

A műanyag ultrahangos hegesztése biztosítjaegy all-in-one kapcsolat a nagy frekvenciájú mechanikai rezgések és viszonylag kis nyomóerő kombinált hatása miatt. Ez a módszer nagyon hasonlít a hideg útra. Az ultrahang teljesítménye, amely a táptalajon keresztül továbbítható, az utóbbi fizikai tulajdonságaitól függ. Ha a sűrítési zónákban az erőhatárokat túllépik, a szilárd anyag összeomlik. Hasonló helyzetekben a kavitáció folyadékokban fordul elő, kis buborékok megjelenésével és azok késleltetésével. Ez utóbbi eljárással együtt helyi nyomás keletkezik. Ezt a jelenséget a termékek tisztítására és feldolgozására használják.

Eszközcsomópontok

A műanyag ultrahangos hegesztése speciális gépekkel történik. A következő csomópontok vannak jelen:

1. Tápellátás.
2. Vibrációs mechanikai rendszer.
3. Vezérlőberendezések.
4. Nyomásszabályozó.

Az oszcilláló rendszert használjákaz elektromos energiát mechanikusvá alakítják, majd ezt követően továbbítja a csatlakozó helyre, összpontosítva és elérve a radiátor sebességének kívánt nagyságát. Ebben a csomópontban vannak:

1. Elektromechanikus átalakító tekercseléssel. Fém burkolatba van zárva és vízzel hűl.
2. Rugalmas oszcilláció transzformátor.
3. Hegesztőcsúcs.
4. Támogatás nyomásmérővel.

A rendszert a következő módon rögzítik:membrán. Az ultrahang sugárzása csak a hegesztés idején jelentkezik. Az eljárás a rezgések hatására, a felületre merőleges nyomás és a hőhatás hatására történik.

A módszer jellemzői

Az ultrahangos hegesztés a leghatékonyabbműanyag alapanyagok. A rézből, nikkelből, aranyból, ezüstből stb. Készült termékek kombinálhatók egymással, valamint más alacsony műanyag termékekkel. A keménység növekedésével az ultrahangos hegeszthetőség romlik. A volfrám, a nióbium, a cirkónium, a tantál és a molibdén tűzálló termékei hatékonyan kombinálódnak ultrahangos vizsgálat segítségével. A polimerek ultrahangos hegesztése viszonylag új módszer. Az ilyen termékek egymással, valamint más szilárd részekkel is összekapcsolhatók. Ami a fémet illeti, üveggel, félvezetőkkel, kerámiával kombinálható. A munkadarabokat a közbenső rétegen keresztül is összekapcsolhatja. Például az acéltermékek alumínium műanyagból vannak hegesztve. A magas hőmérsékleten történő rövid tartózkodás következtében kiváló minőségű vegyületek állnak elő. A nyersanyagok tulajdonságai kisebb változásokon mennek keresztül. Az idegen szennyeződések hiánya az ultrahangos hegesztés egyik előnye. Emberi káros tényezők is hiányoznak. Kombinálva kedvező higiéniai körülmények jönnek létre. A termékek kötései kémiai homogenitásban különböznek.

Kapcsolatfunkciók

A fém hegesztése általában szabályozott,lapping módon. Ez más tervezési elemeket is tartalmaz. A hegesztést pontok (egy vagy több), folytonos varrással vagy zárt körben lehet végrehajtani. Bizonyos esetekben, amikor a munkadarab vége a huzalból előformálódik, a síkhoz kötődik. Több anyag ultrahangos hegesztése is lehetséges egyszerre (csomagonként).

Az alkatrészek vastagsága

Ezt a felső határ korlátozza. A fém munkadarab vastagságának növelése esetén nagyobb amplitúdójú oszcillációkat kell alkalmazni. Ez kompenzálja az energiaveszteséget. Az amplitúdó növekedése viszont egy bizonyos határig lehetséges. A korlátozások a fáradt repedések előfordulásának valószínűségével járnak, és a szerszám nagy belseje. Ilyen esetekben meg kell vizsgálni, hogy az ultrahangos hegesztés mennyire alkalmas. A gyakorlatban az eljárást a 3 ... 4 μm és 05 ... 1 mm közötti termékek vastagságára alkalmazzák. A hegesztést 0,01 ... 05 mm átmérőjű alkatrészekhez is használhatjuk. A második termék vastagsága sokkal nagyobb lehet, mint az első.

Lehetséges problémák

Az ultrahangos hegesztési módszer alkalmazása eseténfigyelembe kell venni a meglévő vegyületek kimerültségének valószínűségét a termékekben. A folyamat során a munkadarabok egymáshoz képest elforgathatók. Amint fentebb említettük, a csiszolók az eszköz felületén maradnak a szerszámból. A készüléket korlátozott élettartam jellemzi, ami a munkasík eróziójának köszönhető. Bizonyos pontokon a termék anyaga hegesztett a szerszámhoz. Ez a készülék elhasználódásához vezet. A berendezések javítását számos nehézség kíséri. Ezek azzal a ténnyel kapcsolatosak, hogy maga a műszer a csomópont integrált, egységes kialakításának egyik eleme, amelynek konfigurációját és dimenzióit pontosan a működési frekvencián kell kiszámítani.

Termékek és mód paraméterek készítése

Az ultrahangos hegesztés elvégzése előttNe igényeljen bonyolult intézkedéseket az alkatrészek felületével. Kívánt esetben javítani lehet a kapcsolat minőségének stabilitását. Ezért célszerű csak a terméket oldószerrel zsírtalanítani. A gömbfémek összekapcsolása szempontjából az impulzus késleltetésével járó ciklus optimálisnak tekinthető az ultrahang elindításának pillanatában. A termék viszonylag nagy keménységével ajánlatos várni egy kis fűtést az ultrahang bekapcsolása előtt.

Hegesztési diagramok

Vannak több. Az ultrahangos hegesztés technológiai rendszerei különböznek az eszköz rezgésének jellegétől. Torz, hajlító, hosszirányú. Ezenkívül a sémák megkülönböztethetők a berendezés térbeli helyzetétől függően a hegesztendő munkadarab felületéhez képest, valamint a nyomóerők átadására a termékeken és a tartóelem szerkezeti jellemzőin. A kontúr, varrás és pont összeköttetéshez hajlítási és hosszanti oszcillációjú változatokat használnak. Az ultrahangos hatás kombinálható a helyi impulzusos fűtés részekről külön hőforrással. Ebben az esetben számos előnyt érhet el. Először is, akkor csökkentheti a rezgés amplitúdója, valamint az erő és az idő múlásával ezek. A hőimpulzus energia tulajdonságai és az ultrahanggal való szuperpozíciójának időszaka a folyamat további paraméterei.

Hőhatás

Az ultrahangos hegesztés növekedést mutathőmérséklet a kapcsolódási helyen. A hő előfordulását a súrlódás megjelenése okozza a kontaktlencse felületén, valamint a műanyag deformációjával. Valójában egy hegesztett kötés kialakulásához vezetnek. A kontaktus helyén a hőmérséklet függ az erő paraméterektől. A legfontosabb az anyag keménységének mértéke. Ráadásul a termofizikai tulajdonságai nem kis jelentőségűek: a hővezetés és a hőteljesítmény. A kiválasztott hegesztési mód befolyásolja a hőmérsékletet. Mint a gyakorlat azt mutatja, a kialakuló termikus hatás nem meghatározó feltétel. Ez annak köszönhető, hogy a termékcsatlakozások maximális szilárdságát a korábbihoz képest korábban érik el, mint a hőmérséklet. Csökkentse az ultrahangos rezgések átvitelének időtartamát az alkatrészek előmelegítésével. Ez javítja a kötés erejét is.

következtetés

Az ultrahangos hegesztés jelenlegEgyes iparágak elengedhetetlen módja az alkatrészek egyesítésének. Ez a módszer különösen elterjedt a mikroelektronikában. Az USA lehetővé teszi, hogy sokféle műanyag és szilárd anyagot csatlakoztasson. Napjainkban aktívan folyik a tudományos munka a hegesztési eszközök és technológiák javítása érdekében.

</ p>