Sweis van ultrasoniese plastiek, plastiek, metale, polimeriese materiale, aluminiumprofiele. Ultrasoniese sweiswerk: tegnologie, skadelike faktore

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Ultrasoniese sweis van metale is 'n proses waartydens 'n permanente las in die vaste fase verkry word. Die vorming van jeugdige areas (waarin bindings gevorm word) en die kontak tussen hulle vind plaas onder die invloed van 'n spesiale instrument. Dit verskaf gesamentlike aksie van relatiewe teken-afwisselende tangensiële verplasings van klein amplitude en kompressiewe normaalkrag op die spasies. Kom ons kyk noukeuriger na wat ultrasoniese sweistegnologie is.

Konneksiemeganisme

Lae-amplitude-verplasings vind plaas tussen dele met ultrasoniese frekwensie. As gevolg van hulle word mikroruwhede op die oppervlak van dele aan plastiese vervorming onderwerp. Terselfdertyd word kontaminante uit die verbindingsone ontruim. Ultrasoniese meganiese vibrasies word na die sweisplek oorgedra vanaf die gereedskap aan die buitekant van die werkstuk. Die hele proses is so georganiseer dat die gly van die bevestiging en ondersteuning saam uitsluitdetail oppervlaktes. Tydens die deurgang van vibrasies deur die werkstuk, word energie verdryf. Dit word verskaf deur eksterne wrywing tussen die oppervlaktes in die aanvanklike stadium van sweiswerk en interne wrywing in die materiaal wat tussen die ondersteuning en die gereedskap geleë is na die vorming van die stelarea. Dit verhoog die temperatuur in die gewrig, wat dit makliker maak om te vervorm.

Spesifieke materiaalgedrag

Tangensiële verplasings tussen die dele en die spannings wat hulle veroorsaak en saam met die kompressie van die sweiskrag inwerk, verskaf lokalisering van erge plastiese vervorming in klein volumes in die naby-oppervlaklae. Die hele proses gaan gepaard met maal en meganiese ontruiming van oksiedfilms en ander kontaminante. Ultrasoniese sweiswerk verminder die vloeisterkte en fasiliteer sodoende plastiese vervorming.

Proseskenmerke

Ultrasoniese sweiswerk dra by tot die vorming van die nodige voorwaardes vir die verbinding. Dit word verseker deur die meganiese vibrasies van die transducer. Vibrasie-energie skep komplekse skuif-, kompressie- en rekspannings. Plastiese vervorming vind plaas wanneer die elastiese limiete van materiale oorskry word. Die verkryging van 'n sterk verbinding word verseker deur die area van direkte kontak te vergroot na die ontruiming van oppervlakoksiede, organiese en geadsorbeerde films.

Gebruik KM

Ulklank word wyd in die wetenskaplike veld gebruik. Met die hulp daarvan ondersoek wetenskaplikes 'n aantal fisiese eienskappestowwe en verskynsels. In die industrie word ultraklank gebruik vir die ontvetting en skoonmaak van produkte, en werk met materiaal wat moeilik is om te masjien. Daarbenewens beïnvloed fluktuasies kristalliserende smelt gunstig. Ultraklank voorsien hulle van ontgassing en graanverfyning, wat die meganiese eienskappe van gegote materiale verbeter. Vibrasies dra by tot die verwydering van oorblywende spannings. Hulle word ook wyd gebruik om die tempo van stadige chemiese reaksies te verhoog. Ultrasoniese sweiswerk kan vir verskeie doeleindes gebruik word. Vibrasies kan 'n bron van energie word vir die vorming van naat- en puntgewrigte. Wanneer die sweisswembad tydens kristallisasie aan ultraklank blootgestel word, word die meganiese eienskappe van die gewrig verbeter as gevolg van die verfyning van die sweisstruktuur en die intensiewe verwydering van gasse. As gevolg van die feit dat vibrasies aktief vuil, kunsmatige en natuurlike films verwyder, is dit moontlik om dele met 'n geoksideerde, vernis, ens. oppervlak te verbind. Ultraklank dra by tot die vermindering of uitskakeling van selfspanning wat tydens sweiswerk voorkom. As gevolg van vibrasies is dit moontlik om die komponente van die struktuur van die verbinding te stabiliseer. Dit maak dit op sy beurt moontlik om die moontlikheid van spontane vervorming van strukture daarna te voorkom. Ultrasoniese sweiswerk het onlangs meer en meer algemeen gebruik geword. Dit is te danke aan die ongetwyfelde voordele van hierdie verbindingsmetode in vergelyking met koue- en kontakmetodes. Veral dikwels word ultrasoniese vibrasies in mikro-elektronika gebruik.

Belowende rigtingbeskou as ultrasoniese sweis van polimeriese materiale. Sommige van hulle kan nie met enige ander metode verbind word nie. By industriële ondernemings word tans ultrasoniese sweiswerk van dunwandige aluminiumprofiele, foelie, draad uitgevoer. Hierdie metode is veral effektief vir die koppeling van produkte van verskillende grondstowwe. Ultrasoniese sweis van aluminium word gebruik in die vervaardiging van huishoudelike toestelle. Hierdie metode is effektief wanneer plaatgrondstowwe (nikkel, koper, legerings) gesplits word. Ultrasoniese sweis van plastiek het toepassing gevind in die vervaardiging van optika en fyn meganika toestelle. Tans is masjiene geskep en in produksie ingestel om verskeie elemente van mikrokringe te verbind. Toestelle is toegerus met outomatiese toestelle, waardeur produktiwiteit aansienlik verhoog word.

VSA-krag

Ultrasoniese sweis van plastiek bied 'n permanente verbinding as gevolg van die gekombineerde werking van hoëfrekwensie meganiese vibrasies en 'n relatief klein drukkrag. Hierdie metode het baie gemeen met die koue metode. Die ultrasoniese krag wat deur die medium oorgedra kan word, sal afhang van die fisiese eienskappe van laasgenoemde. As die sterktegrense in die druksones oorskry word, sal die soliede materiaal ineenstort. In soortgelyke situasies vind kavitasie in vloeistowwe plaas, gepaard met die voorkoms van klein borrels en hul daaropvolgende ineenstorting. Saam met laasgenoemde proses ontstaan plaaslike druk. Hierdie verskynsel word gebruik in die skoonmaak en verwerking van produkte.

Toestelnodes

Ultrasoniese sweis van plastiek word uitgevoer met behulp vanspesiale masjiene. Hulle bevat die volgende nodusse:

1. Kragtoevoer.
2. Vibrasiemeganiese stelsel.
3. Beheertoerusting.
4. Drukaandrywing.

Die ossillasiestelsel word gebruik om elektrisiteit in meganiese energie om te skakel vir die daaropvolgende oordrag na die verbindingsgedeelte, dit te konsentreer en die vereiste waarde van die uitstralerspoed te verkry. Hierdie nodus bevat:

1. Elektromeganiese transducer met windings. Dit word in 'n metaalkas toegemaak en deur water verkoel.
2. Elastiese ossillasie-transformator.
3. Sweispunt.
4. Steun met drukmeganisme.

Die stelsel word met 'n diafragma reggemaak. Ultrasoniese bestraling vind slegs op die oomblik van sweis plaas. Die proses vind plaas onder die invloed van vibrasies, druk wat reghoekig op die oppervlak toegepas word, en die termiese effek.

Metode-vermoëns

Ultrasoniese sweiswerk is die doeltreffendste vir plastiekgrondstowwe. Produkte gemaak van koper, nikkel, goud, silwer, ens. kan met mekaar en met ander lae-plastiek produkte gekombineer word. Soos die hardheid toeneem, versleg die ultrasoniese sweisbaarheid. Vuurvaste produkte gemaak van wolfram, niobium, sirkonium, tantaal, molibdeen word effektief verbind met behulp van ultraklank. Ultrasoniese sweis van polimere word beskou as 'n relatief nuwe metode. Sulke produkte kan ook aan mekaar en aan ander soliede dele verbind word. Wat die metaal betref, kan dit gekombineer word metglas, halfgeleiers, keramiek. Jy kan ook spasies deur 'n tussenlaag bind. Staalprodukte word byvoorbeeld deur aluminiumplastiek aan mekaar gesweis. As gevolg van die kort verblyf onder verhoogde temperatuur, word 'n hoë kwaliteit verbinding van verskillende produkte verkry. Die eienskappe van grondstowwe is onderhewig aan geringe veranderinge. Die afwesigheid van vreemde onsuiwerhede is een van die voordele wat ultrasoniese sweiswerk het. Skadelike faktore vir mense is ook afwesig. Wanneer gekoppel word, word gunstige higiëniese toestande geskep. Die bindings van die produkte is chemies homogeen.

Verbindingskenmerke

Metaalsweiswerk word as 'n reël op 'n oorvleuelende wyse uitgevoer. Terselfdertyd word verskeie ontwerpelemente bygevoeg. Sweiswerk kan uitgevoer word deur punte (een of meer), 'n deurlopende naat of in 'n geslote sirkel. In sommige gevalle, tydens die voorlopige vorming van die einde van die draad leeg, word 'n tee-verbinding met die vliegtuig gemaak. Dit is moontlik om ultrasoniese sweiswerk van verskeie materiale op dieselfde tyd (pakket) uit te voer.

Deeldikte

Dit word beperk deur die boonste limiet. Met 'n toename in die dikte van die metaalwerkstuk, is dit nodig om ossillasies met 'n groter amplitude toe te pas. Dit sal vergoed vir die verlies aan energie. 'n Toename in amplitude is op sy beurt moontlik tot 'n sekere limiet. Beperkings word geassosieer met die waarskynlikheid van moegheidskrake, groot duike van die gereedskap. In sulke gevalle moet 'n mens evalueer hoeultrasoniese sweiswerk sal gepas wees. In die praktyk word die metode gebruik vir produkdiktes van 3…4 µm tot 05…1 mm. Sweiswerk kan ook gebruik word vir dele met 'n deursnee van 0,01 … 05 mm. Die dikte van die tweede produk kan aansienlik groter wees as die eerste.

moontlike probleme

Wanneer die ultrasoniese sweismetode toegepas word, is dit nodig om die waarskynlikheid van vermoeidheidsmislukking van bestaande gewrigte in produkte in ag te neem. Tydens die proses kan die werkstukke relatief tot mekaar draai. Soos hierbo genoem, bly duike op die oppervlak van die materiaal van die gereedskap. Die toestel self het 'n beperkte dienslewe as gevolg van die erosie van sy werkvlak. Op sommige punte word die materiaal van die produk aan die gereedskap vasgesweis. Dit lei tot slytasie op die toestel. Herstel van toerusting gaan gepaard met 'n aantal probleme. Hulle hou verband met die feit dat die instrument self optree as 'n element van 'n nie-skeibare enkeleenheid-ontwerp, waarvan die konfigurasie en afmetings presies vir die bedryfsfrekwensie ontwerp is.

Produkvoorbereiding en modusparameters

Voordat ultrasoniese sweiswerk uitgevoer word, is dit nie nodig om enige komplekse maatreëls met die oppervlak van die dele uit te voer nie. As jy wil, kan jy die stabiliteit van die kwaliteit van die verbinding verhoog. Om dit te doen, is dit raadsaam om slegs die produk met 'n oplosmiddel te ontvet. Vir die aansluiting van rekbare metale word 'n siklus met 'n polsvertraging relatief tot die begin van ultraklank as optimaal beskou. Met 'n relatief hoë hardheid van die produk, is dit raadsaam om te wag vir 'n effense verhitting voordat die ultraklank aangeskakel word.

Sweispatrone

Daar is verskeie van hulle. Tegnologiese skemas van ultrasoniese sweiswerk verskil in die aard van gereedskapossillasies. Hulle kan torsie, buig, longitudinaal wees. Skemas word ook onderskei, afhangende van die ruimtelike posisie van die toestel relatief tot die oppervlak van die gelaste deel, sowel as die metode om drukkragte na die produkte oor te dra en die ontwerpkenmerke van die ondersteuningselement. Vir kontoer-, naat- en puntverbindings word variante met buiging en longitudinale vibrasies gebruik. Ultrasoniese aksie kan gekombineer word met plaaslike gepulseerde verhitting van dele vanaf 'n aparte hittebron. In hierdie geval kan 'n aantal voordele behaal word. Eerstens kan u die amplitude van ossillasies verminder, sowel as die sterkte en tyd van hul oordrag. Die energie-eienskappe van die termiese pols en die tydperk van sy superposisie op ultraklank dien as bykomende parameters van die proses.

Termiese effek

Ultrasoniese sweiswerk gaan gepaard met 'n toename in temperatuur by die las. Die voorkoms van hitte word veroorsaak deur die voorkoms van wrywing op die oppervlaktes van die kontakprodukte, sowel as deur plastiese vervormings. Hulle vergesel in werklikheid die vorming van 'n gelaste verbinding. Die temperatuur by die kontakarea sal afhang van die sterkteparameters. Die belangrikste is die mate van hardheid van die materiaal. Daarbenewens is die termofisiese eienskappe daarvan van groot belang: termiese geleidingsvermoë en hittekapasiteit. Die geselekteerde sweismodus beïnvloed ook die temperatuurvlak. Soos die praktyk toon, dien die opkomende termiese effek nie as 'n bepalende toestand nie. Ditis te wyte aan die feit dat die maksimum sterkte van die gewrigte in die produkte bereik word voordat die temperatuur tot die beperkende vlak styg. Dit is moontlik om die duur van die oordrag van ultrasoniese vibrasies te verminder deur die dele voor te verhit. Dit sal ook die sterkte van die verbinding verhoog.

Gevolgtrekking

Ultrasoniese sweiswerk is tans 'n onontbeerlike metode om onderdele in sommige industrieë te verbind. Hierdie metode is veral wydverspreid in mikro-elektronika. Ultraklank laat jou toe om 'n verskeidenheid plastiek en harde materiale aan te sluit. Vandag word wetenskaplike werk aktief uitgevoer om sweisgereedskap en -tegnologieë te verbeter.