O princípio básico da soldagem ultrassônica é converter energia elétrica de alta frequência em energia mecânica de vibração de alta frequência. Essa vibração recíproca é transmitida ao termoplástico ou metal, e o atrito e o calor são gerados na interface do plástico e do plástico, do plástico e do metal ou do metal e do metal. Na soldagem ultrassônica, a fricção gera calor para fundir duas superfícies de materiais. Na rebitagem ultrassônica, a cabeça de soldagem controla o fluxo do plástico fundido, formando e pressionando as peças. Na montagem de porca ultrassônica, o cabeçote de soldagem direciona a porca de metal para o plástico. O sistema de soldagem ultrassônica tem uma variedade de opções de configuração, incluindo frequências diferentes (15Khz-50Khz), diferentes potências (600W-4800W) e várias formas, como máquinas de solda ultrassônica pneumáticas, máquinas de solda ultrassônica servo, máquinas de solda portáteis, não máquinas de solda padrão, máquina de solda ultrassônica de metal e assim por diante.
Existem também muitos fatores que afetam o sucesso da soldagem ultrassônica: molde (incluindo cabeça de soldagem superior e molde inferior inferior), frequência, material, projeto de solda, parâmetros de soldagem e moldagem por injeção de peças.
1. Frequência do sistema de soldagem A frequência do sistema de soldagem ultrassônica típico é de 15 KHz, 20 KHz, 30 KHz, 35 KHz e 40 KHz. É necessário selecionar uma frequência de soldagem adequada de acordo com os requisitos de tamanho do produto, tipos de componentes internos, resistência e aparência. Geralmente, você pode se referir aos seguintes princípios:
Para a soldagem de casco de produtos eletrônicos pequenos e precisos (incluindo placas de PCB e componentes microeletrônicos), use uma máquina de solda de 40Khz de alta frequência para soldagem. A máquina de solda de 40Khz possui menor amplitude e pressão mínima de soldagem, o que pode evitar danos aos componentes eletrônicos internos do produto.
Para produtos que são pequenos e exigem a aparência de superfície Classe A. É soldada por uma máquina de solda de 40Khz, o que pode melhorar a aparência devido à pequena amplitude e pressão.
Para a soldagem de peças de médio e grande porte, use uma máquina de solda de baixa frequência de 15kHz ou 20kHz.
Para materiais mais macios como PP e produtos de paredes finas com pouca rigidez, a máquina de solda de 15KHz com baixa frequência e grande amplitude é usada para soldagem.
Para a soldagem de campo distante, ou seja, o cabeçote de soldagem fica longe da costura de soldagem, por exemplo, quando é maior que 12 mm, utiliza-se para a soldagem uma máquina de solda de 15KHz com baixa frequência e grande amplitude.
A máquina de solda de 20 kHz é adequada para a soldagem da maioria dos produtos de tamanho pequeno a médio, e também é a frequência ultrassônica mais amplamente usada no momento.
2. Material A soldagem ultrassônica de plásticos só é adequada para soldagem de termoplásticos. Porque eles podem derreter em uma faixa de temperatura específica. O plástico termoendurecível degrada quando aquecido e não pode ser soldado com ultra-som.
A soldabilidade dos termoplásticos depende da rigidez do material ou módulo de elasticidade, densidade, coeficiente de fricção, condutividade térmica, capacidade de calor específica, temperatura de transição vítrea Tg ou temperatura de fusão Tm.
De modo geral, os plásticos rígidos apresentam excelente desempenho de soldagem em campo distante porque são mais fáceis de transmitir energia de vibração. No entanto, plásticos macios com baixo módulo de elasticidade são mais difíceis de soldar porque atenuam as vibrações ultrassônicas. O oposto é verdadeiro para rebitagem ultrassônica ou soldagem por pontos. Quanto mais macio for o plástico, mais fácil será para rebitagem ou soldagem por pontos.
Geralmente, os plásticos podem ser divididos em dois tipos: não cristalino (amorfo) e cristalino. A energia ultrassônica é facilmente transmitida em materiais amorfos, portanto, os plásticos amorfos são fáceis de soldar por ultrassom. A energia ultrassônica não é facilmente transmitida em materiais cristalinos, portanto, maior amplitude e energia são necessárias ao soldar plásticos cristalinos, e a solda deve ser cuidadosamente projetada.
Fatores que podem afetar ainda mais a soldabilidade incluem teor de umidade, agentes desmoldantes, lubrificantes, plastificantes, intensificadores de enchimento, pigmentos, retardadores de chama e outros aditivos, bem como o grau real da resina. Além disso, deve-se notar que o grau de compatibilidade entre os diferentes materiais é diferente. Alguns materiais têm um certo grau de compatibilidade entre classes específicas, enquanto outros são incompatíveis.
Finalmente, considere se a soldagem é soldagem de campo próximo ou soldagem de campo distante. Quando a distância da posição onde a cabeça de soldagem toca a peça até a nervura de soldagem é menor que 6 mm, é chamada de soldagem em campo próximo. Maior que 6 mm' é chamada de soldagem de campo distante. Quanto maior a distância, maior será a atenuação da vibração e mais difícil será a soldagem.
3. Projeto da junta de soldagem O fator mais crítico e importante que afeta a soldagem ultrassônica é o projeto da junta. Quando as peças estão em estágio de projeto, os engenheiros devem considerar e avaliar cuidadosamente. As juntas soldadas têm uma variedade de designs, cada um com suas próprias características e vantagens. A escolha do projeto depende do tipo de plástico, geometria da peça, requisitos de soldagem, recursos de moldagem por injeção e requisitos de aparência.
Projeto de junta típico: projeto de nervura de guia de energia triangular. Este é o projeto mais comumente usado em soldagem ultrassônica e o projeto mais fácil de injetar. É caracterizado por um pequeno triângulo elevado no plano, e o topo do triângulo tem 90 ou 60 graus. Como seu design de ponta afiada é fácil de guiar e concentrar a energia da vibração, é chamado de costelas de guia de energia.
O projeto da costura escalonada é fácil para moldagem por injeção, as partes superior e inferior podem ser auto-posicionadas, a resistência de soldagem é alta e o material fundido flui para a lacuna vertical.
Projeto de costura ranhurada, partes superiores e inferiores podem ser auto-posicionadas, com alta resistência, boas características de vedação e sem brilho interno e externo. A desvantagem é que uma certa espessura de parede é necessária.
O projeto de emenda de cisalhamento é geralmente usado para soldar produtos de tamanho menor que requerem vedação de alta resistência e é especialmente adequado para soldar plásticos cristalinos.
As juntas de lenço, que geralmente são usadas em peças com formas redondas ou elípticas, fornecem alta resistência e alta vedação e são especialmente adequadas para soldar plásticos cristalinos.
Para determinar qual projeto de solda é adequado para seu produto, consulte o engenheiro ou vendedor do fabricante de ultrassom.
4. Cabeçote de ferramentas e solda De modo geral, os clientes escolherão cabeçote de ferramentas e solda da mesma marca da máquina de solda. Na verdade, você pode escolher livremente a ferramenta e o cabeçote de soldagem fornecidos por outras marcas, desde que a frequência do cabeçote de soldagem seja a mesma do equipamento.
O material da cabeça de soldagem pode escolher liga de alumínio, liga de titânio e liga de aço duro. Os materiais de ferramentas podem escolher liga de alumínio, aço inoxidável e molde de resina. A escolha de um material geralmente leva em consideração o tipo de plástico, o teor de fibra de vidro do material, a estrutura e o tamanho da junta, a resistência à soldagem e a vida útil. Por exemplo, para prolongar a vida útil, o cabeçote de soldagem de aço carboneto é uma escolha adequada.
