Műanyag ultrahangos hegesztési elemzés

A sok termék közül a műanyag ultrahangos hegesztést sok esetben használják, és részt vettek autókban, háztartási gépekben, csomagolásban, játékokban, elektronikában és más kereskedelmi alkalmazásokban. Egyedülálló előnyei - gyors, hatékony, tiszta és szilárd - az élet minden területén elismerést vívtak ki

Először is vessünk egy pillantást a hegesztési elvre: Ha ultrahanghullámok hatnak a hőre lágyuló műanyag érintkezési felületre, az másodpercenként több tízezer nagyfrekvenciás rezgést kelt. Ez a nagyfrekvenciás rezgés elér egy bizonyos amplitúdót, és az ultrahang energia a felső hegesztésen keresztül továbbítódik. A hegesztési zónában a hegesztési zónában, azaz a két varrat határfelületén kialakuló nagy akusztikai ellenállás miatt lokálisan magas hőmérsékletek keletkeznek. Ráadásul a műanyag rossz hővezető képessége miatt nem tud időben szétszóródni, és nem gyűlik össze a hegesztési zónában, így a két műanyag érintkezési felülete gyorsan megolvad, és bizonyos nyomás után egybeépül. Amikor az ultrahanghullám megáll, hagyja a nyomást néhány másodpercig, hogy megszilárduljon, így hegesztési célokra erős molekulaláncot képezzen, a hegesztési szilárdság megközelítheti az alapanyag szilárdságát.

Az ultrahangos hegesztési folyamat négy szakaszra oszlik.

1. szakasz: A kürt érintkezik az alkatrészsel, nyomást gyakorol és vibrálni kezd. A súrlódási hő elvezeti az energiavezető bordákat, és az oldat a kötőfelületbe áramlik. A két rész távolságának csökkenésével a hegesztés mértéke (az olvadék áramlásából adódó távolság a két rész között) csökken. Kezdetben a hegesztési elmozdulás mértéke gyorsan növekszik, majd lelassul, ahogy az olvadt energiát vezető borda szétterül és érintkezik az alsó rész felületével. A szilárd súrlódási fázisban a két felület közötti súrlódási energia és az alkatrész belső súrlódása révén hő keletkezik. A súrlódási hő hatására a polimer anyag felmelegszik az olvadáspontjára. A hőmennyiség a hatás gyakoriságától, amplitúdójától és nyomásától függ.

2. szakasz: Az olvadási sebesség növekedése a hegesztési elmozdulás és a két rész felülete közötti érintkezés mértékének növekedését eredményezi. Ebben a szakaszban vékony olvadékréteg képződik, és az olvadt réteg vastagsága megnő a folyamatos hőtermelés miatt. A hő ebben a szakaszban viszkózus disszipációval keletkezik.

3. szakasz; az oldatréteg vastagsága a varratban változatlan marad, és állandó hőmérséklet-eloszlás kíséretében állandósult olvadás következik be.

4. szakasz: Egy meghatározott idő elteltével, vagy egy meghatározott energia-, teljesítményszint vagy távolság elérése után a tápellátás kikapcsol, az ultrahangos vibráció leáll, és elindul a negyedik fokozat. A nyomás megmarad, és a felesleges oldat egy része kipréselődik a kötésből. A maximális elmozdulás akkor érhető el, ha a varrat lehűl és megszilárdul, és intermolekuláris diffúzió következik be.