Analiza sudurii plastice cu ultrasunete

Printre numeroasele produse, sudarea cu ultrasunete din plastic este folosită în multe cazuri și a fost implicată în automobile, electrocasnice, ambalaje, jucării, electronice și alte aplicații comerciale. Avantajele sale unice - rapid, eficient, curat și ferm, au câștigat recunoaștere din toate categoriile sociale

În primul rând, să aruncăm o privire la principiul sudării: atunci când undele ultrasonice acționează pe suprafața de contact din plastic termoplastic, vor produce zeci de mii de vibrații de înaltă frecvență pe secundă. Această vibrație de înaltă frecvență atinge o anumită amplitudine, iar energia ultrasonică este transmisă prin sudura superioară. In zona de sudare se genereaza temperaturi ridicate localizate datorita rezistentei acustice mari la zona de sudare, adica la interfata celor doua suduri. Mai mult, din cauza conductivității termice slabe a plasticului, acesta nu poate fi disipat în timp și aduna în zona de sudură, astfel încât fețele de contact ale celor două materiale plastice să se topească rapid, iar după o anumită presiune, acestea să fie integrate într-una singură. Când unda ultrasonică se oprește, lăsați presiunea să dureze câteva secunde pentru a o solidifica, formând astfel un lanț molecular puternic în scopuri de sudare, puterea de sudare poate fi apropiată de rezistența materiei prime.

Procesul de sudare cu ultrasunete este împărțit în patru etape.

Etapa 1: Claxonul este în contact cu piesa, aplicând presiune și începe să vibreze. Căldura de frecare disipează nervurile de ghidare a energiei, iar soluția curge în suprafața de legătură. Pe măsură ce distanța dintre cele două părți scade, cantitatea de sudare (distanța dintre cele două părți datorită fluxului de topitură) scade. Inițial, cantitatea de deplasare de sudare crește rapid și apoi încetinește pe măsură ce nervura de ghidare a energiei topite se răspândește și intră în contact cu suprafața părții inferioare. În faza de frecare solidă, căldura este generată de energia de frecare dintre cele două suprafețe și de frecarea internă a piesei. Căldura de frecare face ca materialul polimeric să se încălzească până la punctul său de topire. Cantitatea de căldură depinde de frecvența acțiunii, amplitudinea și presiunea.

Etapa 2: O creștere a vitezei de topire are ca rezultat o creștere a cantității de deplasare de sudare și contact între suprafețele celor două părți. În această etapă, se formează un strat subțire topit, iar grosimea stratului topit este crescută datorită generării continue de căldură. Căldura în această etapă este generată de disiparea vâscoasă.

Etapa 3; grosimea stratului de soluție în sudură rămâne aceeași și însoțită de o distribuție constantă a temperaturii, are loc topirea în stare de echilibru.

Etapa 4: După o perioadă de timp stabilită sau după atingerea unei anumite energii, nivel de putere sau distanță, sursa de alimentare este oprită, vibrația ultrasonică este oprită și pornește a patra etapă. Presiunea este menținută și o parte din soluția suplimentară este stoarsă din îmbinare. Cantitatea maximă de deplasare este atinsă atunci când sudura este răcită și solidificată și are loc difuzia intermoleculară.