Анализа ултразвучног заваривања пластике

Међу многим производима, ултразвучно заваривање пластике се користи у многим случајевима, а укључено је у аутомобиле, кућне апарате, амбалажу, играчке, електронику и друге комерцијалне апликације. Његове јединствене предности - брзе, ефикасне, чисте и чврсте, добиле су признање из свих сфера живота

Пре свега, хајде да погледамо принцип заваривања: када ултразвучни таласи делују на термопластичну пластичну контактну површину, производиће десетине хиљада високофреквентних вибрација у секунди. Ова високофреквентна вибрација достиже одређену амплитуду, а ултразвучна енергија се преноси кроз горњи заварени спој. У зони завара, локализоване високе температуре се генеришу због великог акустичког отпора у зони завара, тј. на интерфејсу два завара. Штавише, због лоше топлотне проводљивости пластике, она се не може на време распршити и скупити у зони завара, тако да се контактне површине две пластике брзо топе, а након одређеног притиска, оне се интегришу у једну. Када се ултразвучни талас заустави, пустите да притисак траје неколико секунди да би се учврстио, формирајући тако јак молекуларни ланац за потребе заваривања, снага заваривања може бити близу јачини сировог материјала.

Процес ултразвучног заваривања подељен је у четири фазе.

Фаза 1: Сирена је у контакту са делом, врши притисак и почиње да вибрира. Топлота трења расипа ребра за вођење енергије, а раствор тече у површину за везивање. Како се растојање између два дела смањује, количина заваривања (раздаљина између два дела услед протока растопа) се смањује. У почетку се количина померања заваривања брзо повећава, а затим успорава како се растопљено ребро за вођење енергије шири и додирује површину доњег дела. У фази чврстог трења, топлота се генерише енергијом трења између две површине и унутрашњег трења у делу. Топлота трења узрокује да се полимерни материјал загреје до тачке топљења. Количина топлоте зависи од учесталости деловања, амплитуде и притиска.

Фаза 2: Повећање брзине топљења доводи до повећања количине померања заваривања и контакта између површина два дела. У овој фази се формира танак растопљени слој, а дебљина растопљеног слоја се повећава услед континуираног стварања топлоте. Топлота у овој фази се генерише вискозном дисипацијом.

Фаза 3; дебљина слоја раствора у завару остаје иста и праћена константном расподелом температуре долази до стационарног топљења.

Фаза 4: Након одређеног временског периода или након достизања одређене енергије, нивоа снаге или удаљености, напајање се искључује, ултразвучна вибрација се зауставља и покреће се четврти степен. Притисак се одржава и део додатног раствора се истискује из зглоба. Максимална количина померања се постиже када се завар охлади и очврсне, а долази до интермолекуларне дифузије.