초음파 플라스틱 용접기 금형 용접 혼이란 무엇입니까?

초음파 용접 혼은 초음파 용접에서 중요한 역할을 합니다. 그러면 용접 혼은 어떤 종류의 '도구'이며, 그 역할은 무엇입니까? 하나씩 소개해보자.

혼은 플라스틱 용접부에 진동을 효과적으로 전달하는 도구입니다. 다음과 같은 기능이 있습니다.

• 진동에너지 전달

• 통과 압력

• 송신 진폭

• 제품의 형상에 맞는 형태를 제공하며, 플라스틱은 가단성이 있어 제품에 어느 정도 밀착될 수 있습니다.

좋은 용접 혼만이 좋은 용접 결과를 보장할 수 있으므로 용접 혼의 설계와 제조는 매우 신중해야 합니다. 용접 혼의 설계가 불량한 경우(진폭 설계, 무리한 진동 모드), 제조 불량(재료 선택, 부적절한 주파수 수정)으로 인해 용접 혼이 파손될 수 있습니다.

다양한 크기의 용접 혼

1. 용접 혼 재료 선택 및 제한 사항

일반적으로 용접 혼은 각기 고유한 특성을 지닌 세 가지 다른 재료로 만들어집니다. 사용 요구 사항 및 기대에 따라 선택하십시오.

• 탄탈륨 알루미늄 합금: 소프트 몰드 검증 공정 단계 또는 소규모 배치 생산 단계에 사용되며 기계적 응력을 견딜 수 없습니다. 또는 무게와 비용을 고려한 대형 용접 혼이 중요한 고려 사항입니다. 기계적 성질(경도 및 초음파 전파 속도)이 좋고 경제성이 좋아 가장 많이 사용되는 재료 중 하나입니다.

• 니오브 티타늄 합금: 제품의 소, 중, 대규모 생산 단계에 사용됩니다. 흡음성능이 뛰어나고 알루미늄합금의 3배에 달하는 최대 기계적 응력에도 견딜 수 있으며 내마모성이 상대적으로 우수합니다. 동시에 혼 표면에 특정 표면 처리를 수행하여 내마모성을 크게 높일 수 있습니다. 유리섬유 플라스틱 용접에 자주 사용됩니다.

• 탄탈륨 합금강: 알루미늄 합금 및 티타늄 합금에 적용할 수 없는 플라스틱 부품의 용접에 사용됩니다. 경도가 높고 내마모성이 가장 높으며 사용하기 전에 경화됩니다. 이 재료는 초음파 금속 나사가 내장되는 용도에 자주 사용됩니다.

최상의 용접 결과를 얻으려면 대형 초음파 용접 혼을 사용하지 않는 것이 좋습니다. 대형 혼의 진동 표면 진폭 출력은 엄격하게 일관될 수 없으므로 대형 제품을 용접할 때 용접용 마더 피드 혼 또는 여러 개의 개별 혼을 사용하는 것이 좋습니다. 용접 혼을 사용할 때는 다음 사항에 유의해야 합니다.

•  알루미늄 합금 용접 경적 진폭 출력 ≤ 60μm;

• 티타늄 합금 용접 혼, 단순한 원형 용접 혼의 경우 최대 출력 진폭은 90-120μm입니다.

• 대형 혼의 경우 혼 끝면에 홈을 추가하면 진폭 출력이 더 균일해지는 데 도움이 되며 최대 출력 진폭은 ≤ 60μm 입니다 .

• 대규모 모체 용접 혼의 경우 암 용접 혼의 진폭은 ≤ 40μm 입니다 .

• 날카로운 모서리를 피해야 합니다. 모든 용접 혼 모서리는 파손을 방지하기 위해 둥글게 처리되어야 합니다.

• 적절한 도구를 사용하여 용접 혼을 조립해야 합니다.

2. FEA는 용접 혼 품질을 평가하고 최적화합니다.

고급 FEA 유한 요소 시뮬레이션을 사용하면 설계 단계에서 용접 혼에 대한 고장 분석을 수행하고 용접 혼의 진동 동작, 출력 진폭 균일성 및 최대 응력을 평가 및 최적화할 수 있습니다. 테스트를 통해 용접 혼을 정확하게 평가하여 용접 혼의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있음이 입증되었습니다.

FEA 용접 혼 진동 및 진폭 최적화 사례

FEA 용접 혼 진동 및 진폭 최적화 사례

용접 혼의 종류와 특성

다양한 적용 요구 사항에 맞는 다양한 유형의 용접 혼이 있습니다. 예를 들어, 소형 고이득(고진폭 출력) 원형 용접 혼은 작은 직사각형 부품을 용접하는 데 사용됩니다. 대형 직사각형 용접 혼은 대형 부품을 용접할 때 작은 진폭을 출력합니다. 가장 일반적인 유형은 다음과 같습니다.

• 계단형 혼(Stepped Horn): 용접 혼의 양쪽 끝 부분에 서로 다른 단면이 있으며, 용접 혼의 접합 위치에서 두 단면이 둥글게 되어 있습니다. 계단식 혼은 노드 평면의 급격한 변화로 인해 이득이 높고 진폭 출력이 크며 기계적 응력도 큽니다. 이러한 유형의 용접 혼은 초음파 용접, 리벳팅, 쉐딩 및 기타 공정에 적합합니다.

• 지수 혼: 용접 혼의 모양이 지수 공식에 따라 변경됩니다. 단면이 점진적으로 전환되어 내부 응력을 더 긴 영역에 분산시켜 최대 응력을 줄입니다. 따라서 이러한 용접 혼은 이상적인 응력 분포와 우수한 피로 강도를 갖습니다. 금속 나사 인레이와 같이 용접 압력이 높고 진폭 출력이 작은 용도에 적합합니다.

• 카테노이드 혼: 계단식 높은 게인과 지수적으로 낮은 스트레스의 장점을 결합합니다. 다양한 소형 부품의 용접 및 리벳팅에 적합합니다.

• 직사각형 또는 막대 용접 혼: 일반적인 디자인. 작은 크기의 직사각형 뿔도 일반적으로 계단식입니다. 일반적으로 혼의 폭은 88mm보다 큽니다. 혼의 측면 진동과 응력을 방지하려면 구조에 홈을 추가해야 합니다. 표준 직사각형 혼의 크기는 최대 250mm입니다.

• 원형 혼: 속이 빈 혼이나 단단한 혼이 포함됩니다. 일반적으로 용접 부위가 둥근 플라스틱 부품에 사용됩니다. 직경이 88mm보다 큰 원형 혼에는 일반적으로 축 방향 진동을 허용하는 슬롯이 추가됩니다.