Ultrasonic na hinang

Ang ultrasonic welding ay gumagamit ng high-frequency na ultrasonic acoustic vibrations na inilalapat sa mga pinagdugtong na bahagi na pinagsama-sama sa ilalim ng mababang presyon. Ang pamamaraang ito ng hinang ay kadalasang ginagamit upang sumali sa mga thermoplastics at kapag hindi angkop ang pagbo-bolt, paghihinang o pagdikit.

Bagama't ang ultrasonic welding ay binuo noong unang bahagi ng 1940s, ito ay unang ginamit sa industriya noong unang bahagi ng 1960s upang magwelding ng mga pinong wire sa industriya ng electronics. Noong 1963, ang ultrasonic welding ay nagsimulang gamitin sa pagbubuklod ng polyethylene. Simula noon, ang ultrasonic welding ay ginagamit upang magwelding ng aluminyo at manipis na sheet metal sa industriya ng automotive (mga module ng pag-aapoy, mga wire ng terminal, mga wire).

Ang mabagal na proseso ng pagkilala sa mga pakinabang ng ultrasonic welding sa industriya ay dahil sa kakulangan ng makapangyarihang ultrasonic equipment na magagarantiya ng pare-parehong kalidad ng welding kahit para sa malalaking bahagi.Bilang resulta, ang pananaliksik noong 1980s at 1990s ay pangunahing nakatuon sa pagbuo ng mga kagamitan sa ultrasound.

Kahit na ang ultrasonic welding ay gumagamit ng vibrations, ang pamamaraang ito ay iba sa "vibration welding", na kilala rin bilang friction welding. Sa kaso ng vibration welding, ang isa sa mga bahagi na pagsasamahin ay gaganapin sa lugar at ang isa ay oscillating (sa pamamagitan ng isang electromagnetic o hydraulic drive).

Hinahawakan ng ultrasonic welding ang dalawang bahagi sa lugar at gumagamit ng mga high-frequency na sound wave upang lumikha ng friction. Ang acoustic energy ay lumilikha ng friction at gumagawa ng init na nagreresulta sa mga bahagi na hinangin nang wala pang isang segundo, na ginagawang ang ultrasonic welding ay isa sa pinakamabilis na ginagamit ngayon.

Ang proseso ng ultrasonic welding ay ganap na awtomatiko at isinasagawa sa mga espesyal na pag-install. Ang prinsipyo ng ultrasonic welding ay ipinapakita sa fig. 1, at ang komposisyon ng isang tipikal na pag-install ay ipinapakita sa fig. 2.

kanin. 1. Prinsipyo ng ultrasonic welding: a - alignment ng mga bahagi, b - contact ng mga bahagi na may tip, c - application ng pressure, d - welding, e - holding, f - lifting of the tip

kanin. 2. Assembly diagram para sa sonic welding

Ang generator (sa isang hiwalay na yunit) ay ginagamit upang i-convert ang mga de-koryenteng panginginig ng boses mula sa network sa mataas na dalas (20 ... 60 kHz), ang transduser, gamit ang mga elemento ng piezoelectric, ay nagko-convert ng mga de-koryenteng panginginig ng boses sa mga acoustic. Ang amplifier at sonotrode ay mga passive resonant na elemento ng pag-install na nagsisilbing maglipat ng mga vibrations mula sa transducer patungo sa mga bahagi.

Karaniwan, ang mga ultrasonic welding machine ay nilagyan ng isang hanay ng mga amplifier na may iba't ibang mga ratio ng pagbabago ng displacement.Ang hugis ng sonotrode ay tinutukoy ng kinakailangang pagsasaayos ng weld. Ang longitudinal radial, edge at iba pang wave oscillations ay nilikha depende sa hugis ng sonotrode. Ang bawat tahi ay nangangailangan ng sarili nitong sonotrode.

Ang pisikal na kakanyahan ng proseso ay binubuo sa hitsura ng napakalakas na vibrations ng maliit na amplitude sa contact ng dalawang bahagi. Ang panginginig ng boses na sinamahan ng presyon ay nag-aalis ng mga dumi at mga oksido mula sa ibabaw ng mga bahagi. Ang mga electron ay nagsisimulang dumaloy sa pagitan ng mga bahagi, na bumubuo ng isang metalurhiko na tahi.

Ang ultrasonic na hinang ay mainam para sa paggawa ng mga de-koryenteng koneksyon, hinang ang aluminyo at tanso, tinatakan ang mga dulo ng mga tubo ng tanso, mga plastik na hinang, paglalagay ng mga bahaging metal sa mga plastik.

kanin. 3. Mga joint na ginawa ng ultrasonic welding

Ang ultrasonic welding ng mga plastik ay nagbibigay-daan para sa mas maaasahang mga joints kaysa sa iba pang mga pamamaraan. Sa kasong ito, ang ultrasonic welding ng mga plastik ay sa panimula ay naiiba sa welding metal.

Una, ang ultrasonic welding ng mga metal ay nangyayari sa pamamagitan ng transverse vibrations parallel sa mga welded surface. Ang ultrasonic welding ng mga plastik ay gumagamit ng mga longitudinal vibrations na normal (ibig sabihin, sa tamang mga anggulo) sa mga ibabaw na hinangin. Ang hugis ng mga sonotrodes, na nagpapadala ng mga ultrasonic vibrations sa metal at plastic seams, ay ganap ding naiiba.

Pangalawa, kapag hinang ang mga metal, ang isang tahi ay nilikha ng frictional na pakikipag-ugnayan ng mga ibabaw, na lumilikha ng isang matibay na koneksyon nang hindi natutunaw ang materyal.Ang ultrasonic welding ng mga plastic na bahagi ay batay sa pagtunaw ng materyal sa parehong paraan tulad ng maraming iba pang tradisyonal na pamamaraan ng welding, tulad ng arc welding, resistance o laser welding), ngunit sa mas mababang mga saklaw ng temperatura.

kanin. 4. Ultrasonic welding equipment

Ang mga pakinabang ng ultrasonic welding:

1. Walang kinakailangang espesyal na paglilinis sa ibabaw.

2. Walang kinakailangang proteksiyon na kapaligiran.

3. Walang mga welding consumable (wire, electrodes, solder, atbp.) ay kinakailangan.

4. Mababang paggamit ng kuryente.

5. Maikling splicing time para makabuo ng joint (halos isang-kapat ng isang segundo).

6. Buong automation ng proseso ng hinang at ang posibilidad ng madaling pagsasama sa iba pang mga proseso ng produksyon.

7. Posibilidad ng mga welding na materyales ng iba't ibang kalikasan, kabilang ang mga sensitibo sa mataas na temperatura, dahil ang isang maliit na halaga ng init ay nabuo sa panahon ng hinang.

8. Hinang ang lahat ng uri ng mga detalye.

9. Ang mga welds na nilikha ng prosesong ito ay biswal na kasiya-siya, maayos.

10. Ang ultrasonic welding ay hindi gumagamit ng mga kinakaing kemikal at gumagawa ng kaunting usok, hindi katulad ng ibang mga pamamaraan.

Mga limitasyon ng ultrasonic welding:

1. Ang pinaka-seryosong limitasyon sa paggamit ng ultrasonic welding ay ang laki ng mga welded na bahagi - hindi hihigit sa 250 mm. Ito ay dahil sa mga limitasyon sa output power ng transducer, ang kawalan ng kakayahan ng sonotrode na magpadala ng napakataas na kapangyarihan ng ultrasound waves, at ang kahirapan sa pagkontrol sa amplitude.

2. Ang ultrasonic welding ay nangangailangan din ng mas mababang moisture content sa mga materyales na pinagsasama.Kung hindi, mas gusto ang vibration welding.

3. Ang ultrasonic welding ay hindi epektibo para sa pagsali sa mga materyales na may makapal na pader. Hindi bababa sa isa sa mga bahagi na konektado ay dapat na magaan, dahil ito ay "sumisipsip" ng isang malaking halaga ng enerhiya.