Ce este cornul de sudură cu ultrasunete pentru mașină de sudură din plastic?

Coarnele de sudură cu ultrasunete joacă un rol cheie în sudarea cu ultrasunete. Dar ce fel de „unealtă” este cornul de sudură și care este rolul lui? Să le prezentăm unul câte unul.

Claxonul este un instrument care transmite eficient vibrațiile sudurii din plastic. Are următoarele caracteristici:

• Transferați energia de vibrație

• Presiune de trecere

• Amplitudinea transmisiei

• Oferă o formă care se conformează cu forma produsului și, deoarece plasticul este maleabil, se poate potrivi produsului într-o anumită măsură.

Proiectarea și fabricarea cornului de sudură trebuie să fie foarte atentă, deoarece numai cornurile de sudură bune pot garanta rezultate bune la sudare. Dacă designul cornului de sudură este slab (design cu amplitudine, mod de vibrație nerezonabil), fabricarea proastă (selectarea materialului, modificarea necorespunzătoare a frecvenței) poate cauza ruperea cornului de sudură.

Coarne de sudare de dimensiuni diferite

1.Selectarea materialului cornului de sudare și restricții

De obicei, cornul de sudură este fabricat din trei materiale diferite, fiecare cu proprietățile sale unice. Alegeți în funcție de cerințele și așteptările de utilizare.

• Aliaj de aluminiu tantal: utilizat în etapa procesului de verificare a matriței moi sau în etapa de producție a loturilor mici, nu poate rezista la stres mecanic. Sau un corn de sudură mare pentru greutate și cost este un aspect important. Acesta este unul dintre cele mai frecvent utilizate materiale cu proprietăți mecanice bune (duritate și viteză de propagare cu ultrasunete) și economie.

• Aliaj de niobiu titan: Este utilizat în etapa de producție la scară mică, medie și mare a produsului. Are performanțe acustice excelente și poate rezista la solicitarea mecanică maximă de 3 ori mai mare decât cea a aliajului de aluminiu și are o rezistență relativ excelentă la uzură. Totodată, rezistența la uzură poate fi crescută mult prin efectuarea unui tratament specific de suprafață pe suprafața cornului. Folosit adesea pentru sudarea cu materiale plastice din fibră de sticlă.

• Oțel aliat de tantal: utilizat pentru sudarea pieselor din plastic care nu pot fi aplicate pe aliajele de aluminiu și aliajele de titan. Are duritate mare și cea mai mare rezistență la uzură și este întărit înainte de utilizare. Acest material este adesea folosit în aplicațiile în care sunt încorporate șuruburi metalice cu ultrasunete.

Pentru a obține cele mai bune rezultate de sudare, nu se recomandă utilizarea unor coarne mari de sudare cu ultrasunete. Deoarece ieșirea de amplitudine a suprafeței de vibrație a coarnelor mari nu poate fi strict consecventă, se recomandă utilizarea unui corn alimentat de mamă sau a mai multor coarne individuale pentru sudare atunci când sudați produse mari. Următoarele puncte trebuie reținute, de asemenea, atunci când utilizați cornul de sudură:

•  amplitudine de ieșire a cornului de sudare din aliaj de aluminiu ≤ 60μm;

• Corn de sudura din aliaj de titan, pentru un corn de sudura rotund simplu, amplitudinea maxima de iesire este de 90-120μm;

• Pentru cornurile mari, adăugarea de caneluri pe faţa de capăt a claxonului ajută la uniformizarea amplitudinii de ieşire, în timp ce amplitudinea maximă de ieşire este ≤ 60μ m;

• Pentru coarnele de sudură alimentate de mamă la scară largă, amplitudinea cornului de sudură femelă este ≤ 40μ m;

• Trebuie să evitați marginile ascuțite. Toate marginile cornului de sudură trebuie să fie rotunjite pentru a evita ruperea;

• Trebuie să asamblați cornul de sudură cu uneltele adecvate.

2. FEA evaluează calitatea cornului de sudură și optimizează

Folosind simularea avansată cu elemente finite FEA, este posibil să se efectueze o analiză a defecțiunilor pe cornul de sudură în timpul fazei de proiectare, să se evalueze și să se optimizeze comportamentul la vibrații al cornului de sudură, uniformitatea amplitudinii de ieșire și solicitarea maximă. Testele au demonstrat că cornul de sudură poate fi evaluat cu precizie, îmbunătățind foarte mult fiabilitatea cornului de sudură.

Caz de optimizare a vibrațiilor și a amplitudinii cornului de sudare FEA

Caz de optimizare a vibrațiilor și a amplitudinii cornului de sudare FEA

Tipul și caracteristicile cornului de sudură

Există diferite tipuri de coarne de sudură pentru a se potrivi nevoilor diferitelor aplicații. De exemplu, un corn rotund de sudură mic, cu câștig mare (ieșire cu amplitudine mare) este utilizat pentru a suda piese dreptunghiulare mici; un corn de sudură dreptunghiular mare produce o amplitudine mică pentru sudarea pieselor mari. Cele mai comune tipuri sunt următoarele:

• Corn în trepte: Există diferite secțiuni la ambele capete ale cornului de sudură, iar cele două secțiuni sunt rotunjite la poziția de îmbinare a cornului de sudură. Claxonul în trepte are un câștig mare și o ieșire cu amplitudine mare din cauza unei schimbări bruște a planului planului nodului, iar stresul mecanic este de asemenea mare. Acest tip de corn de sudură este potrivit pentru sudarea cu ultrasunete, nituire, vărsare și alte procese.

• Corn exponenţial: Forma cornului de sudură se modifică conform unei formule exponenţiale. Secțiunea transversală trece treptat, distribuind tensiunile interne pe zone mai lungi pentru a reduce tensiunea de vârf. Prin urmare, un astfel de corn de sudură are o distribuție ideală a tensiunii și o rezistență excelentă la oboseală. Potrivit pentru aplicații în care presiunea de sudare este mare și amplitudinea de ieșire este mică, cum ar fi incrustații metalice cu șuruburi.

• Corn catenoid: combină avantajele câștigului mare în trepte și stresului exponențial scăzut. Potrivit pentru sudarea și nituirea diferitelor piese mici.

• Coarne de sudură dreptunghiulare sau Bar: modele comune. Coarnele dreptunghiulare de dimensiuni mici sunt de obicei trepte. În general, lățimea cornului este mai mare de 88 mm. Pentru a evita vibrațiile laterale și stresul cornului, este necesar să adăugați caneluri structurii. Coarnul dreptunghiular standard poate avea o dimensiune de până la 250 mm.

• Corn circular: Include coarne goale sau solide. Este de obicei folosit pentru piesele din plastic care sunt rotunde în zona sudată. Coarnele circulare cu diametre mai mari de 88 mm adaugă de obicei fante pentru a permite vibrația axială.