용접 혼이 고장나는 이유는 무엇입니까? 당신은 이것을 이해해야

용접 혼이 고장나는 이유는 무엇입니까? 당신은 이것을 이해해야

용접 혼은 초음파 용접에서 핵심적인 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

· 통과 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

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.

· 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.

· 티타늄 합금: 제품의 소, 중, 대규모 생산 단계에 사용됩니다. 우수한 음향 성능을 갖고 있으며 알루미늄 합금의 3배에 달하는 최대 기계적 응력을 견딜 수 있으며 내마모성이 비교적 우수합니다. 동시에 혼 표면에 특정 표면 처리를 수행하여 내마모성을 크게 높일 수 있습니다. 유리섬유 플라스틱 용접에 자주 사용됩니다.

· 합금강 : 알루미늄 합금, 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 혼은 단순한 원형 용접 혼의 경우 최대 출력 진폭은 90-120μm입니다.

· 대형 혼의 경우 혼 끝면에 홈을 추가하면 진폭 출력이 더욱 균일해지고 최대 출력 진폭은 60μm 이하가 됩니다.

· 대규모 모체 용접 혼의 경우 암 용접 혼의 진폭은 40μm 이하입니다.

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

· 용접 혼은 적절한 도구를 사용하여 조립해야 합니다.

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

FEA를 이용한 용접 혼의 응력 분포 최적화

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.

· 스텝 혼(Stepped Horn): 용접 혼의 양쪽 끝 부분이 서로 다른 부분이 있으며 용접 혼 위치에서 두 부분이 둥글게 처리되어 있습니다. 계단식 혼은 노드 평면의 급격한 변화로 인해 이득이 크고 진폭 출력이 크며 기계적 응력도 큽니다. 이러한 유형의 용접 혼은 초음파 용접, 리벳팅, 쉐딩 및 기타 공정에 적합합니다.

· 지수 혼(Exponential Horn): 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 용접 혼(Catenoid Weld Horn): 계단식 높은 게인과 기하급수적으로 낮은 응력의 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(Circular Horn): 속이 비어 있거나 단단한 혼을 포함합니다. 일반적으로 용접 부위가 둥근 플라스틱 부품에 사용됩니다. 직경이 88mm보다 큰 원형 혼에는 일반적으로 축 방향 진동을 허용하는 슬롯이 추가됩니다.