Ultrazvučno zavarivanje termoplasta

Ultrazvučno zavarivanje

Najčešća metoda zavarivanja termoplastičnih dijelova je ultrazvučno zavarivanje. U ovoj se metodi koristi energija vibracija niske amplitude, visoke frekvencije (ultrazvučna) za izazivanje površinskog i molekularnog trenja za stvaranje topline potrebne za zavarivanje plastičnih dijelova jastučića spoja. (Sinusoidna ultrazvučna vibracija) Ultrazvučno zavarivanje odvija se u frekvencijskom rasponu od {{0}}khz, s općim rasponom amplitude od 15-60um. Audio frekvencije do 15 kHz (veća amplituda) ponekad se koriste za veće komade ili mekše materijale. Proces zavarivanja se obično odvija unutar 0.5-1.5s. Količina procesa zavarivanja uključuje vrijeme zavarivanja, položaj glave zavarivanja i pritisak zavarivanja. Ultrazvučna oprema za zavarivanje obično se koristi za zavarivanje malih termoplastičnih dijelova, a veliki dijelovi mogu biti zavarivanje u više točaka.

Metode ultrazvučnog zavarivanja mogu se kontrolirati prema vremenu zavarivanja ili položaju zavarivanja (udaljenost kolapsa) ili energiji zavarivanja. Također su predviđene dodatne kontrole za tlak zavarivanja i vrijeme hlađenja. Ultrazvučna oprema za zavarivanje općenito radi na frekvenciji od 20 kHz ili 40 kHz. Češće se koriste uređaji od 20 kHz.

Dizajn spoja: Prvi tip, najčešći tip spoja, koristi ultrazvučne vibracije u okomitom smjeru spojene površine. Docking i Z-konjugacija spadaju u ovu kategoriju i odnose se na većinu polimera. Druga vrsta ultrazvučnog zavarenog spoja uključuje vibracije paralelne s površinom spoja, tvoreći posmično stanje. Različite vrste izrezivanja i gniježđenja spadaju u drugu kategoriju.

Kontakti regulatora energije najbolje se koriste s amorfnim materijalima, a veći spojevi regulatora energije mogu se koristiti u nekim nezapečaćenim polukristalnim materijalima. Sljedeći model je modificiran s grubom ili teksturiranom površinom. To će poboljšati kvalitetu zavarivanja, snagu i jednostavnost dovršetka. Dostupni su i mnogi drugi teksturirani oblici spojeva. Problem preljeva može se smanjiti uvođenjem preljevnog spremnika kontaminacije u projekt spoja. Radi sigurnosti, preljevni spremnik je općenito dizajniran s najmanje 10 posto viška volumena.

Kompresijski spojevi: Kako bi se smanjila mogućnost stvaranja preljeva, kompresijski spojevi su dizajnirani da blokiraju ili drže taljenje u zoni taljenja. Kompresijski spojevi korisni su za polukristalne plastične materijale kao što je najlon. Zbog složenije strukture zatvarača, tolerancija prianjanja dijelova potrebnih za čvrsto zatvaranje je relativno stroga. Veće strukture spojeva također zahtijevaju dodatnu amplitudu i energiju zavarivanja u usporedbi s trokutastim energetski vođenim preklopnim zavarivanjem.

Niveliranje komada, jednostavno spajanje, nema rješenja za izravnavanje ili poravnavanje komada. Niveliranje komada je bolje obaviti profiliranim klinom ili dvoglavim vijkom. Z spoj se može automatski izravnati, te vlačna otpornost u uporabi i poboljšano posmično opterećenje. I može eliminirati vanjski preljev.

Lug spoj osigurava vlačnu čvrstoću kao i čvrstoću na smicanje. Spoj je samoporavnan i debljina stijenke područja spoja mora biti relativno velika kako bi se prilagodio dizajnu žljebovanog jezičnog spoja. Osim toga, zahtjevi za tolerancijom obratka su relativno strogi. Učvršćivači odstojnika poboljšavaju izravnavanje spojeva.

Prilikom spajanja vrha općenito se preporuča korištenje posmičnog spoja. Posmični spojevi se koriste za prstenaste i pravokutne dijelove koji zahtijevaju visoku čvrstoću i kvalitetu. Posmični spoj broj jedan ima dio stijenke preklopnog dijela koji proizvodi tolerancije i lokalni smicanje kada su spojevi zavareni i uzastopno umetnuti jedan u drugi. Kako bi se olakšalo niveliranje obratka, spoj sadrži dio za podešavanje. Da bi se koncentrirala energija taljenja, kut zapreke vrha s jedne strane spušta se na početnoj kontaktnoj površini. Budući da temperatura otopljenog materijala ostaje ista na cijeloj kontaktnoj površini, izradak se zavaruje tako da se obje površine ravnomjerno tope. Za dubine od 1.0-2.0mm koristite vrijednosti tolerancije u rasponu 0.13-0.5 mm. Kako bi se spriječilo savijanje vanjske bočne stijenke zbog tolerancija tijekom zavarivanja, okomiti dijelovi trebaju biti što plići, ali spojevi s užljebljenim perom modificirani posmičnim dijelovima na jednoj strani mogu se koristiti s dubljim rastezljivim dijelovima kako bi se osigurali spojevi na sredini zida koji minimaliziraju savijanje bočne stijenke zbog tolerancija.

Spoj rampe ima kut od 30 stupnja -60 stupanj i mora se sastaviti unutar ±1 stupanj. Zavar i izljev se proizvode za dodatno povećanje tolerancije od 0.10-0.25 mm u debljini materijala rastaljene zone. Kada su preljevi funkcionalno ili estetski neprihvatljivi, koriste se kolektori.

Za zavarene šavove s ugrađenim brtvama, pouzdano brtvljenje može se dobiti i s ugrađenim elastičnim brtvama ili duktilnim brtvama. Oblik spoja kao što je prikazano na slici 7 opremljen je elastičnim prstenom kako bi se poboljšala sigurnost brtvljenja koja se postiže ultrazvučnim lemljenjem ili gdje kontinuirano periferno zavarivanje nije moguće.