Како одабрати параметре ултразвучног заваривања?

Како одабрати параметре ултразвучног заваривања?

Амплитуда А, статички притисак Ф и време заваривања т, поред избора ултразвучне снаге и интеракције између параметара. У ултразвучном заваривању, тачкасто заваривање је најчешћа примена. Следи пример тачкастог заваривања да би се разговарало о утицају различитих параметара на квалитет заваривања.

1. Фреквенција ултразвучне вибрације? Фреквенција вибрације се углавном односи на вредност резонантне фреквенције и тачност резонантне фреквенције. Фреквенција вибрације је углавном између 15 и 75 кХз. Избор фреквенције треба да узме у обзир физичка својства и дебљину материјала који се завари. Завар је тањи и користи већу фреквенцију вибрација. Када је завар дебљи, тврдоћа материјала шава и граница течења су нижи, користи се нижа фреквенција вибрација. То је зато што, под претпоставком одржавања звучне функције непромењене, повећање фреквенције вибрације може смањити амплитуду, чиме се смањује оштећење од замора узроковано наизменичним напрезањем танког елемента. Учесталост вибрација утиче на чврстоћу споја на смицање. Што је материјал тврђи и што је већа дебљина, то је очигледнији ефекат фреквенције. Треба напоменути да како се фреквенција повећава, губитак енергије високофреквентних осцилација у акустичком систему ће се повећати, тако да је фреквенција ултразвучног точкастог заваривача велике снаге релативно ниска, углавном у опсегу од 15 до 20 кХз. Тачност фреквенције вибрација је важан фактор за осигурање стабилности квалитета лемног споја. Због варијабилности механичког оптерећења током процеса ултразвучног заваривања, долази до насумичних деподешавања, што доводи до нестабилног квалитета заваривања.

2. Амплитуда А амплитуда је један од основних параметара у поступку ултразвучног заваривања. Одређује величину снаге трења, која се односи на уклањање оксидног филма на површини заваривања, стварање топлоте трењем на површини споја, величину зоне пластичне деформације и стање слоја пластичне течности. . Дакле, правилан избор вредности амплитуде према природи материјала који се завари и његовој дебљини је предуслов за добијање високо поузданог споја. Опсег амплитуде је углавном 5 до 25 μм . Ултразвучни заваривачи мале снаге углавном имају високе фреквенције вибрација, али је опсег амплитуде низак. Материјали за заваривање мале тврдоће или тањи завари треба да користе нижу амплитуду; како се тврдоћа и дебљина материјала повећавају, одабрану амплитуду треба повећати у складу са тим. То је зато што величина амплитуде одговара релативној брзини кретања контактне површине завара, а температура зоне завара, пластични проток и величина рада трења су одређени релативном брзином кретања. За одређени заварени спој постоји одговарајући опсег амплитуда. Када је амплитуда А 17 μм , лемни спој има највећу отпорност на смицање, амплитуда се смањује, а чврстоћа се смањује. Када је амплитуда мања од 6 μм , спој није формиран, а време за повећање ефекта вибрације нема ефекта. То је зато што је вредност амплитуде премала и релативна брзина кретања између заварених спојева премала. Када вредност амплитуде пређе 17 μм , смањује се чврстоћа лемног споја, што је углавном повезано са оштећењем од замора унутар и на металном материјалу. Због тога је амплитуда превелика, а сила смицања вибрација која се преноси са горње звучне електроде на заварени спој премашује трење између њих. Сила, релативно трење клизања између сонотроде и радног предмета и велика количина термичке и пластичне деформације, што резултира горњим акустичним стубом уграђеним у завар, што резултира смањењем ефективног попречног пресека споја. Материјал претварача и структура концентратора ултразвучног заваривача одређују амплитуду заваривача. Када се одреде, амплитуда се мења, обично подешавањем електричних параметара акустичног генератора. Поред тога, избор вредности амплитуде је повезан са другим параметрима и треба их размотрити заједно. Мора се истаћи да у одговарајућем опсегу амплитуде, употреба велике амплитуде може у великој мери скратити време заваривања и побољшати ефикасност производње заваривања.

3. Статички притисак Ф Улога статичког притиска је да ефикасно преноси ултразвучне вибрације на заварени спој кроз сонотроду. Количина статичког притиска потребна за ултразвучно заваривање варира у зависности од врсте материјала. Када је статички притисак пренизак, пошто се ултразвучни таласи тешко преносе на завар, није довољно да се генерише одређени рад трења на интерфејсу два завара, а ултразвучна енергија се скоро у потпуности губи у површинском клизању између горњег акустичног пола и завареног споја. Немогуће је успоставити ефикасну везу. Са повећањем статичког притиска, стање преноса вибрација се побољшава, температура зоне завара се повећава, отпорност материјала на деформацију се смањује, а степен пластичног протока се постепено повећава. Поред тога, услед повећања притиска притиска, површина и спој пластичне деформације у контактној тачки Повећава се површина и повећава се чврстоћа споја. Када статички притисак достигне одређену вредност, а затим повећа притисак, чврстоћа зглоба се више не повећава нити смањује. То је зато што када је статички притисак превелик, енергија вибрација се не може разумно искористити, сила трења је превелика, релативно кретање трења између заварених спојева је ослабљено, а вредност амплитуде је чак и смањена, што резултира површином везе између заварених спојева. Више се не повећава или смањује, а дробљење материјала узрокује смањење стварног попречног пресека споја, што смањује чврстоћу споја. У случају других услова заваривања, високи статички притисак се може користити за добијање лемних спојева исте чврстоће у краћем времену заваривања јер се већи статички притисак може створити на нижој температури у раној фази вибрација. Узрокована пластичном деформацијом. Истовремено, употреба високог статичког притиска може достићи највишу температуру за кратко време и скратити време заваривања.

4. Време заваривања т Време заваривања има велики утицај на квалитет споја. Када је време заваривања прекратко, оксидни филм на површини је прекасно да би се уништио, и формира се само неколико избочина, чврстоћа споја је прениска, па чак ни спој не може да се формира. Како се време заваривања продужава, чврстоћа лемног споја се брзо повећава, а вредност чврстоће се не смањује током одређеног времена заваривања. Међутим, када време ултразвучног заваривања пређе одређену вредност, снага лемног споја се смањује. То је зато што је унос топлоте завареног споја превелик, пластична зона је увећана, а горњи акустични стуб је заробљен у завару. Поред смањења површине попречног пресека завареног споја, лако је. Изазива пукотине на површини и унутрашњој страни лемног споја. За различите статичке притиске, време заваривања потребно за постизање оптималне чврстоће споја је различито, а повећање вредности статичког притиска може донекле скратити време заваривања.

5. Снага заваривања П Код ултразвучног заваривања, избор снаге зависи углавном од дебљине завара и тврдоће материјала. Пошто је мерење ултразвучне снаге тешко у практичним применама, амплитуда се често користи за представљање снаге, ултразвучне снаге и амплитуде. Однос се може одредити са: П = μ СФ υ = μ СФ2А ω / π = 4 μ СФА? (1) где је П - ултразвучна снага; Ф - статички притисак; С - подручје лемног споја; υ - релативна брзина; А - амплитуда ; μ - коефицијент трења; ω - угаона фреквенција ( ω = 2 π ?); ? - фреквенција вибрација. Код ултразвучног заваривања, амплитуда се бира од 5 до 25 μм . Када се одаберу материјал, структура и снага претварача, величина амплитуде је такође повезана са фактором појачања концентратора. Генерално, при одређивању међусобног утицаја наведених различитих параметара заваривања, то се може постићи цртањем критичне криве, а Сл. 18 је критичан однос између статичког притиска и снаге. Стварни притисак се генерално бира коришћењем статичког притиска при минималној доступној снази и нешто вишој вредности снаге од минималне расположиве снаге. Горе наведених неколико параметара заваривања нису изоловани, већ су међусобно утицајни и међусобно повезани, и треба их разматрати заједно. На пример, код ултразвучног заваривања пластике, квалитет споја зависи од интеракције амплитуде, статичког притиска и времена заваривања претварача. Време заваривања т и статички притисак главе заваривања Ф су подесиви, амплитуда се одређује помоћу претварача и сирене, а три величине имају оптималну вредност избора једна за другу. Када енергија заваривања премаши одговарајућу вредност, количина топљења материјала је велика, што резултира великом деформацијом. Ако је енергија заваривања премала, није лако заварити. Поред параметара заваривања, фактори као што су горњи акустични материјал, величина облика и његово површинско стање такође утичу на квалитет шава.