Embora com base na experiência acumulada na indústria, muitos materiais de uso geral têm amplitudes de projeto recomendadas. No entanto, como os materiais especiais recentemente desenvolvidos estão aumentando rapidamente, espera-se que haja um método experimental para determinar a amplitude mínima necessária para os materiais. Aqui, apresentamos um método viável para determinar a amplitude mínima necessária. A amplitude de saída do cabeçote de soldagem depende da frequência do equipamento, da amplitude de saída do transdutor, da relação de transformação do modulador de amplitude (corneta) e do design do formato do cabeçote de soldagem. Um método típico de projeto de cabeça de soldagem é: sob a condição de menor que a tensão limite de fadiga do material, quanto maior a taxa de transformação do projeto da cabeça de soldagem, melhor (ou seja, quanto maior a amplitude de saída, melhor). Se você precisar reduzir a amplitude, altere o modulador de amplitude para uma proporção menor ou ajuste a tensão para reduzir a amplitude.
No entanto, este método de design tem algumas desvantagens:
A relação de transformação não pode ser distribuída uniformemente, ou seja, a relação de transformação da cabeça de soldagem e do modulador de amplitude são muito diferentes. Deve-se notar que quando a cabeça de soldagem e o modulador de amplitude têm uma relação de transformação próxima, o desempenho do tripleto ultrassônico (transdutor + modulador de amplitude + cabeça de soldagem) será melhorado.
Ao alterar a tensão para reduzir a relação de transformação da cabeça de soldagem, ao mesmo tempo, reduzirá a potência de saída da caixa elétrica. Por exemplo, quando a amplitude é definida para 50%, uma caixa elétrica com uma potência de saída original de 2400W na verdade produzirá 1200W. É fácil causar sobrecarga.
O uso de grandes amplitudes causará danos inaceitáveis às peças. Por exemplo, rachaduras em uma pequena área de seção transversal podem causar queimaduras na aparência e podem causar danos às membranas, membranas de filtro e componentes eletrônicos.
Pelas razões acima, é muito importante definir a amplitude mínima necessária para a soldagem ultrassônica de plásticos no estágio inicial.
Cálculo da amplitude A magnitude da amplitude transmitida à parte plástica é o produto da amplitude de saída do transdutor, a relação do modulador de amplitude e a relação da cabeça de soldagem.
A amplitude de saída do transdutor e a razão do modulador de amplitude são fornecidas pelo fabricante do equipamento ultrassônico e geralmente são fixas. Mas a relação de transformação da cabeça de soldagem pode ser projetada.
A relação de transformação da cabeça de soldagem tem uma fórmula de cálculo aproximada: relação de transformação da cabeça de soldagem=massa acima do nó da cabeça de soldagem ÷ massa abaixo do nó da cabeça de soldagem. Uma vez que a densidade e o comprimento do material são iguais, a fórmula é simplificada como: relação de transformação da cabeça de soldagem=área da seção transversal acima do nó da cabeça de soldagem ÷ área da seção transversal abaixo do nó da cabeça de soldagem × 0,8. O coeficiente de 0,8 é para considerar a influência da transição do filete no nó.
Através deste método, calcule a amplitude teórica de saída da cabeça de soldagem no teste seguinte como 13,9um (pico a pico). A amplitude medida é de 15um (pico a pico). Os dois estão próximos.
No processo de teste, um material amorfo PC e um material semicristalino PP são selecionados para o experimento para determinar a amplitude mínima exigida pelos dois materiais.
O equipamento de soldagem ultrassônica servo-acionado é muito adequado para determinar o teste de amplitude mínima. Porque sua cabeça de soldagem pode pairar e gerar dados de medição de pressão e se correlacionar com dados como amplitude de vibração ultrassônica. Essencialmente, o" Melt-match" A função do dispositivo permite que a cabeça de soldagem entre em contato com o produto com uma pressão definida, pare de descer e acione a vibração ultrassônica. A vibração ultrassônica é transmitida para a posição da solda de plástico. Assim que o dispositivo mede a queda de pressão, o polímero da superfície começa a derreter. Em seguida, a cabeça de soldagem começa a se mover para baixo.
Geralmente acreditamos que o material amorfo PC, após a temperatura ser mais alta do que a temperatura de transição vítrea, apresentará uma característica de amolecimento gradual conforme a temperatura aumenta. O material semicristalino PP se liquefaz repentinamente quando atinge o ponto de fusão.
Neste experimento, as propriedades que mudam gradualmente do PP podem ser devido à maciez deste material. A mudança rápida de PC pode ser causada pela amplitude não na faixa correta. Outros experimentos são necessários, como aumentar a faixa de amplitude do PC ou medir a temperatura da costura de solda.
Conclusão Este trabalho fornece um método experimental e uma estrutura para determinar a amplitude mínima necessária para plásticos. A forte correlação entre o tempo de fusão do material e a amplitude e resistência de soldagem também mostra que este método de estimar a amplitude mínima necessária é viável.
