Princípio de funcionamento da máquina de solda ultrassônica de plástico
O conceito e classificação das ondas sonoras
As ondas são causadas por distúrbios que começam em um determinado ponto e são propagadas ou transmitidas para outros pontos de uma maneira pré-determinada. Onda acústica é a propagação da energia vibratória em meio elástico, uma espécie de onda mecânica elástica. Em um meio fluido ou sólido, quando o ponto de massa se desvia de sua posição de equilíbrio, isso causará a força restauradora elástica dentro do meio. Essa força restauradora elástica é acoplada à inércia do sistema, de modo que a vibração do ponto de massa média é continuamente transmitida aos pontos de massa adjacentes, gerando e emitindo ondas sonoras. As ondas acústicas são uma onda mecânica elástica. A faixa de frequência das ondas sonoras que o ouvido humano pode ouvir é geralmente entre 20 Hz e 20 KHz, chamada de som audível. As ondas sonoras com frequência entre 2 × 104 Hz-2 × 109 Hz são chamadas de ondas supersônicas, e as ondas sonoras com frequência inferior a 20 Hz são chamadas de ondas infra-sônicas. (Onda infra-sônica). Esses sons inaudíveis têm um impacto significativo na vida humana e também têm uma ampla gama de aplicações e perspectivas de desenvolvimento.
| Frequência / Hz | Recursos | |
| Infra-som | 〈20 | Os ouvidos humanos não conseguem ouvir, a atenuação da transmissão é muito pequena e a distância de transmissão é muito longa. |
| Som audível | 20-2×104Hz | Pode ser ouvido pelo ouvido humano |
| Ultrassom | 2×104Hz-2 × 109Hz | A frequência de propagação é alta, a direção de propagação é forte, a vibração média é forte e a propagação no fluido pode causar cavitação. |
| Ultrassom | 2×109Hz-2 × 1012Hz | A atenuação de propagação é grande, o comprimento de onda é curto e a banda de frequência corresponde aproximadamente ao microondas. |
O ultrassom é diferente das ondas sonoras comuns nas seguintes características: alta frequência, comprimento de onda curto, grande energia, reflexão, refração, ressonância e perda de energia durante o processo de propagação.
Princípio e processo de soldagem ultrassônica de plástico
A soldagem ultrassônica de plástico (soldagem ultrassônica) é um método de soldagem sem contato. O princípio da soldagem ultrassônica é converter a corrente de 50/60 Hz em energia elétrica de alta frequência de 15, 20, 30 ou 40 KHz por meio de um gerador ultrassônico, e a energia elétrica convertida é convertida em vibração mecânica longitudinal de mesma frequência pelo dispositivo de conversão de energia, e então esta mudança é transmitida para a cabeça de soldagem através do dispositivo de ajuste de amplitude, e a cabeça de soldagem transfere a energia de vibração recebida para a junta do original de soldagem. A área com grande resistência acústica na interface usa o atrito para converter a energia de vibração em energia térmica para gerar alta temperatura local. O calor está concentrado no meio do material de soldagem. Devido à baixa condutividade térmica do plástico, ele não pode ser dissipado com o tempo, fazendo com que a superfície de contato do plástico derreta rapidamente. Em seguida, faça as superfícies de ligação se fundirem. A soldagem ultrassônica pode ser usada no processo de colagem da maioria dos plásticos de engenharia, tornando-se um dos recursos técnicos importantes do processo de colagem, e tem uma ampla gama de possibilidades de aplicação. A resistência de soldagem pode ser próxima à resistência da matéria-prima, e as características do material não são diretamente afetadas ou alteradas. O método de soldagem tem como característica manter a plasticidade do material e pouco efeito na elasticidade e resistência mecânica das peças coladas. Atende aos requisitos técnicos de colagem de engenharia. .
Figura 1 Diagrama de estrutura do princípio de funcionamento da máquina de solda ultrassônica
Processo de soldagem ultrassônica:
A fonte de alimentação ativa um sistema de transmissão pneumática de sinal de controle de gatilho, o cilindro pressuriza a cabeça de soldagem para cair e pressiona a soldagem para acionar o gerador ultrassônico para funcionar, emitir ultrassom e manter um determinado tempo de soldagem, remover a emissão ultrassônica, continuar a manter um certa pressão por um certo tempo, despressurize, e o pick-up da cabeça de soldagem, a soldagem acabou.
Figura 2 Os 4 estágios do processo de soldagem ultrassônica
Na primeira etapa, o cabeçote de soldagem entra em contato com a peça, exerce pressão e começa a vibrar. O calor da fricção derrete as costelas condutoras de energia e o derretimento flui para a superfície da junta. À medida que a distância entre as duas partes diminui, o deslocamento de soldagem (diminuição da distância entre as duas partes devido ao fluxo do fundido) começa a aumentar. No início, o deslocamento da soldagem aumenta rapidamente e depois diminui quando a barra de condução de energia derretida se espalha e toca a superfície da parte inferior. No estágio de atrito no estado sólido, o aquecimento é causado pela energia de atrito entre as duas superfícies e o atrito interno nas peças. O aquecimento por fricção faz com que o material polimérico aqueça até seu ponto de fusão. O valor calorífico depende da frequência de ação, amplitude e pressão;
O aumento da velocidade de fusão no segundo estágio leva a um aumento no deslocamento da soldagem e no contato entre as superfícies das duas peças. Nesta fase, uma fina camada fundida é formada e a espessura da camada fundida aumenta devido ao aquecimento contínuo. O calor neste estágio é gerado por dissipação viscosa;
No terceiro estágio, a espessura da camada de solução na solda permanece inalterada e com distribuição de temperatura constante, ocorre a fusão em estado estacionário;
No quarto estágio, após o tempo definido ter passado ou a energia, nível de potência ou distância específicos serem atingidos, a alimentação elétrica é cortada, a vibração ultrassônica é interrompida e o quarto estágio é iniciado. A pressão é mantida, de modo que parte do fundido extra seja espremido para fora da superfície de ligação. O deslocamento máximo é alcançado quando a solda é resfriada e solidificada e ocorre a difusão intermolecular.
A tecnologia de soldagem ultrassônica é amplamente utilizada em vários campos, e a tecnologia está gradualmente amadurecida na prática contínua. No processo de soldagem ultrassônica de plástico, a seleção do modelo do equipamento, a seleção da solda e o projeto do fluxo de soldagem afetarão a qualidade da soldagem. Portanto, antes de comprar equipamento de soldagem de plástico ultrassônico, o controle relevante deve ser realizado para melhorar a qualidade da soldagem de plástico.
