Ультразвуковая сварка термопластов

Ультразвуковая сварка

Наиболее распространенным методом сварки термопластичных деталей является ультразвуковая сварка. В этом методе низкая амплитуда, высокочастотная (ультразвуковая) энергия вибрации используется для того, чтобы вызвать поверхностное и молекулярное трение для выработки тепла, необходимого для сварки пластиковых частей соединительной прокладки. (Синусоидальная ультразвуковая вибрация) Ультразвуковая сварка происходит в диапазоне частот 20-50 кГц, с общим диапазоном амплитуд 15-60 мкм. Звуковые частоты до 15 кГц (более высокая амплитуда) иногда используются для более крупных частей или более мягких материалов. Процесс сварки обычно происходит в течение 0,5-1,5 с. Объем процесса сварки включает время сварки, положение сварочной головки и давление сварки. Ультразвуковое сварочное оборудование обычно используется для сварки термопластичных деталей малого размера, а крупные детали могут быть многоточечной сваркой.

Методы ультразвуковой сварки можно контролировать в зависимости от времени сварки или положения сварного шва (расстояние коллапса) или энергии сварки. Дополнительные элементы управления также предусмотрены для сварочного давления и времени охлаждения. Ультразвуковое сварочное оборудование обычно работает на частоте 20 кГц или 40 кГц. Чаще используются устройства с частотой 20 кГц.

Конструкция соединения: Первый тип, наиболее распространенный тип соединения, использует ультразвуковую вибрацию в вертикальном направлении соединяемой поверхности. Стыковка и Z-конъюгация подпадают под эту категорию и применяются к большинству полимеров. Второй тип ультразвукового сварного соединения предполагает вибрацию параллельно поверхности соединения, образуя состояние сдвига. Различные виды обрезки и вложенности попадают во вторую категорию.

Контакты контроллера энергии лучше всего использовать с аморфными материалами, а более крупные переходы контроллера энергии могут использоваться в некоторых незапечатанных полукристаллических материалах. Следующая модель модифицирована с шероховатой или текстурированной поверхностью. Это улучшит качество сварки, прочность и простоту завершения. Также доступны многие другие текстурированные формы швов. Проблема переполнения может быть уменьшена путем введения резервуара для загрязнения перелива в конструкцию соединения. В целях безопасности переливной бак обычно сконструирован с избыточной объемной емкостью не менее 10%.

Компрессионные соединения: Чтобы свести к минимуму возможность образования переполнения, компрессионные соединения предназначены для блокирования или удержания расплава в зоне расплава. Компрессионные соединения полезны для полукристаллических пластиковых материалов, таких как нейлон. Из-за более сложной структуры затвора допуск на подгонку деталей, необходимых для плотного закрытия, является относительно строгим. Более крупные конструкции соединений также требуют дополнительной амплитуды и сварочной энергии по сравнению с треугольной энергетической сваркой раскладушки.

Выравнивание деталей, простая стыковка нет решения для выравнивания или выравнивания деталей. Выравнивание деталей лучше проводить с помощью формованного штифта или двухголовочного винта. Z-образное соединение может быть автоматически выровнено, а сопротивление растяжению в использовании и улучшенная сдвиговая нагрузка. И может устранить внешний перелив.

Шарнирное соединение обеспечивает прочность на растяжение, а также прочность на сдвиг. Соединение самоустанавливается, и толщина стенки области соединения должна быть относительно большой, чтобы вместить конструкцию рифленого шпунтового соединения. Кроме того, требования к допуску заготовки являются относительно строгими. Распорные ребра жесткости улучшают выравнивание швов.

При подключении верхней части обычно рекомендуется использовать сдвиговое соединение. Сдвиговые соединения используются для кольцевых и прямоугольных деталей, требующих высокой прочности и качества. Сдвиговое соединение номер один имеет часть стенки коленной части, которая производит допуски и локальный сдвиг, когда соединения свариваются и последовательно вставляются друг в друга. Для облегчения выравнивания заготовки стык содержит регулировочную секцию. Чтобы сконцентрировать энергию плавления, угол наконечника препятствия с одной стороны опускается на поверхность первоначального контакта. Поскольку температура расплавленного материала остается одинаковой по всей поверхности контакта, заготовка приваривается таким образом, чтобы обе поверхности плавились равномерно. Для глубин 1,0-2,0 мм используйте значения допусков в диапазоне 0,13-0,5 мм. Чтобы предотвратить деформацию внешней боковой стенки из-за допусков во время сварки, вертикальные части должны быть как можно более мелкими, но рифленые шпунтовые соединения, модифицированные сдвиговыми частями с одной стороны, могут использоваться с более глубокими растягивающимися частями, чтобы обеспечить соединения средней стенки, которые сводят к минимуму деформацию боковой стенки из-за допусков.

Шарнир рампы имеет угол 30°-60° и должен быть собран в пределах ±1°. Сварной шов и носик изготавливаются для дополнительного увеличения толщины материала расплавленной зоны на 0,10-0,25 мм. Когда переполнения функционально или эстетически неприемлемы, используются коллекторы.

Для сварных швов со встроенными уплотнениями надежное уплотнение также может быть получено со встроенными эластичными уплотнениями или пластичными прокладками. Форма соединения, как показано на фиг.7, оснащена эластичным кольцом для повышения безопасности уплотнения, достигаемого ультразвуковой пайкой или там, где непрерывная периферийная сварка невозможна.