Ultrasonik plastiklerin, plastiklerin, metallerin, polimerik malzemelerin, alüminyum profillerin kaynağı. Ultrasonik kaynak: teknoloji, zararlı faktörler

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Metallerin ultrasonik kaynağı, katı fazda kalıcı bir bağlantının elde edildiği bir işlemdir. Genç bölgelerin (bağların oluştuğu) oluşumu ve aralarındaki temas özel bir aletin etkisi altında gerçekleşir. Boşluklar üzerindeki küçük genlik ve sıkıştırıcı normal kuvvetin göreli işaret-değişken teğet yer değiştirmelerinin ortak hareketini sağlar. Gelin ultrasonik kaynak teknolojisinin ne olduğuna daha yakından bakalım.

Bağlantı mekanizması

Ultrasonik frekansa sahip parçalar arasında düşük genlikli yer değiştirmeler meydana gelir. Onlardan dolayı parçaların yüzeyindeki mikro pürüzler plastik deformasyona maruz kalır. Aynı zamanda kirleticiler bağlantı bölgesinden tahliye edilir. Ultrasonik mekanik titreşimler, iş parçasının dışındaki aletten kaynak sahasına iletilir. Tüm süreç, fikstürün ve desteğin kaymasını önleyecek şekilde organize edilmiştir.detay yüzeyler. Titreşimlerin iş parçasından geçişi sırasında enerji dağılır. Bu, kaynağın ilk aşamasında yüzeyler arasındaki dış sürtünme ve ayar alanının oluşturulmasından sonra destek ile takım arasında bulunan malzemedeki iç sürtünme ile sağlanır. Bu, eklemdeki sıcaklığı yükselterek deforme olmasını kolaylaştırır.

Belirli malzeme davranışı

Parçalar arasındaki teğetsel yer değiştirmeler ve bunların neden olduğu ve kaynak kuvvetinden gelen sıkıştırma ile birlikte hareket ettiği gerilmeler, yüzeye yakın katmanlarda küçük hacimlerde şiddetli plastik deformasyonun lokalizasyonunu sağlar. Tüm sürece, oksit filmlerinin ve diğer kirleticilerin öğütülmesi ve mekanik olarak boş altılması eşlik eder. Ultrasonik kaynak akma mukavemetini az altır, böylece plastik deformasyonu kolaylaştırır.

Süreç Özellikleri

Ultrasonik kaynak, bağlantı için gerekli koşulların oluşmasına katkı sağlar. Bu, dönüştürücünün mekanik titreşimleri ile sağlanır. Titreşim enerjisi karmaşık kesme, sıkıştırma ve gerinim gerilmeleri yaratır. Plastik deformasyon, malzemelerin elastik limitleri aşıldığında meydana gelir. Yüzey oksitleri, organik ve adsorbe edilmiş filmlerin tahliyesinden sonra direkt temas alanı artırılarak güçlü bir bağlantı elde edilir.

KM kullanma

Ultrason, bilimsel alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bilim adamları onun yardımıyla bir dizi fiziksel özelliği araştırıyormaddeler ve fenomenler. Endüstride ultrason, işlenmesi zor malzemelerle çalışan yağ giderme ve temizlik ürünleri için kullanılır. Ek olarak, dalgalanmalar kristalleşen eriyikleri olumlu yönde etkiler. Ultrason onlara gazdan arındırma ve tane inceltme sağlayarak döküm malzemelerin mekanik özelliklerini iyileştirir. Titreşimler artık gerilimlerin giderilmesine katkıda bulunur. Ayrıca yavaş kimyasal reaksiyonların hızını artırmak için yaygın olarak kullanılırlar. Ultrasonik kaynak çeşitli amaçlar için kullanılabilir. Titreşimler, dikiş ve nokta bağlantılarının oluşumu için bir enerji kaynağı olabilir. Kaynak havuzu kristalizasyon sırasında ultrasona maruz kaldığında, kaynak yapısının iyileştirilmesi ve gazların yoğun şekilde uzaklaştırılması nedeniyle bağlantının mekanik özellikleri iyileşir. Titreşimlerin kiri, suni ve doğal filmleri aktif olarak temizlemesi nedeniyle, parçaları oksitlenmiş, vernikli vb. bir yüzeye bağlamak mümkündür. Ultrason, kaynak sırasında ortaya çıkan kendi kendine gerilimlerin az altılmasına veya ortadan kaldırılmasına katkıda bulunur. Titreşimler nedeniyle, bileşiğin yapısının bileşenlerini stabilize etmek mümkündür. Bu da, daha sonra yapıların kendiliğinden deformasyon olasılığını önlemeyi mümkün kılar. Ultrasonik kaynak son zamanlarda giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun nedeni, bu bağlantı yönteminin soğuk ve temas yöntemlerine kıyasla şüphesiz avantajlarıdır. Mikroelektronikte özellikle ultrasonik titreşimler sıklıkla kullanılır.

Umut vadeden yönpolimerik malzemelerin ultrasonik kaynağı olarak kabul edilir. Bazıları başka bir yöntemle bağlanamaz. Endüstriyel işletmelerde şu anda ince duvarlı alüminyum profillerin, folyoların, tellerin ultrasonik kaynağı yapılmaktadır. Bu yöntem, özellikle farklı hammaddelerden elde edilen ürünlerin birleştirilmesinde etkilidir. Alüminyumun ultrasonik kaynağı, ev aletlerinin imalatında kullanılır. Bu yöntem, sac hammaddelerin (nikel, bakır, alaşımlar) birleştirilmesinde etkilidir. Plastiklerin ultrasonik kaynağı, optik ve ince mekanik cihazların üretiminde uygulama bulmuştur. Şu anda, çeşitli mikro devre elemanlarını bağlamak için makineler oluşturulmuş ve üretime girmiştir. Cihazlar, üretkenliği önemli ölçüde artıran otomatik cihazlarla donatılmıştır.

ABD gücü

Plastiğin ultrasonik kaynağı, yüksek frekanslı mekanik titreşimlerin ve nispeten küçük bir sıkıştırma kuvvetinin birleşik etkisi nedeniyle kalıcı bir bağlantı sağlar. Bu yöntemin soğuk yöntemle çok ortak noktası vardır. Ortamdan iletilebilen ultrasonik güç, ortamın fiziksel özelliklerine bağlı olacaktır. Sıkıştırma bölgelerindeki dayanım limitleri aşılırsa katı malzeme çökecektir. Benzer durumlarda, sıvılarda kavitasyon meydana gelir, buna küçük kabarcıkların ortaya çıkması ve ardından çökmeleri eşlik eder. İkinci süreçle birlikte yerel baskılar ortaya çıkar. Bu fenomen, ürünlerin temizlenmesinde ve işlenmesinde kullanılır.

Cihaz düğümleri

Plastiklerin ultrasonik kaynağıözel makineler. Aşağıdaki düğümleri içerirler:

1. Güç kaynağı.
2. Titreşimsel mekanik sistem.
3. Kontrol ekipmanı.
4. Basınç tahriki.

Salınım sistemi, daha sonra bağlantı bölümüne iletilmesi için elektriği mekanik enerjiye dönüştürmek, konsantre etmek ve emitör hızının gerekli değerini elde etmek için kullanılır. Bu düğüm şunları içerir:

1. Sargılı elektromekanik dönüştürücü. Metal bir kutu içindedir ve su ile soğutulur.
2. Elastik salınım transformatörü.
3. Kaynak ucu.
4. Basınç mekanizmalı destek.

Sistem bir diyafram kullanılarak sabitlenir. Ultrasonik radyasyon sadece kaynak anında meydana gelir. İşlem, titreşimlerin, yüzeye dik açılarda uygulanan basıncın ve termal etkinin etkisi altında gerçekleşir.

Yöntem yetenekleri

Ultrasonik kaynak, plastik hammaddeler için en etkilidir. Bakır, nikel, altın, gümüş vb. malzemelerden yapılan ürünler birbirleriyle ve diğer düşük plastik ürünlerle kombinlenebilir. Sertlik arttıkça, ultrasonik kaynaklanabilirlik bozulur. Tungsten, niyobyum, zirkonyum, tantal, molibdenden yapılan refrakter ürünler, ultrason yardımıyla etkin bir şekilde bağlanır. Polimerlerin ultrasonik kaynağı nispeten yeni bir yöntem olarak kabul edilir. Bu tür ürünler ayrıca hem birbirine hem de diğer katı parçalara bağlanabilir. Metal gelince, ile birleştirilebilircam, yarı iletkenler, seramikler. Boşlukları bir ara katman aracılığıyla da bağlayabilirsiniz. Örneğin, çelik ürünler alüminyum plastik ile birbirine kaynaklanır. Yüksek sıcaklıkta kısa süre kalması nedeniyle, farklı ürünlerin yüksek kaliteli bir bağlantısı elde edilir. Hammaddelerin özellikleri küçük değişikliklere tabidir. Yabancı yabancı maddelerin olmaması, ultrasonik kaynağın sahip olduğu avantajlardan biridir. İnsanlar için zararlı faktörler de yoktur. Bağlandığında, uygun hijyenik koşullar yaratılır. Ürünlerin bağları kimyasal olarak homojendir.

Bağlantı Özellikleri

Metal kaynağı, kural olarak, örtüşen bir şekilde gerçekleştirilir. Aynı zamanda çeşitli tasarım öğeleri eklenir. Kaynak, noktalar (bir veya daha fazla), sürekli bir dikiş veya kapalı bir daire içinde gerçekleştirilebilir. Bazı durumlarda, boş tel ucunun ön oluşumu sırasında, düzlem ile bir tee bağlantısı yapılır. Aynı anda (paket) birden fazla malzemenin ultrasonik kaynağını yapmak mümkündür.

Parça kalınlığı

Üst limit ile sınırlıdır. Metal iş parçasının kalınlığındaki bir artışla, daha büyük bir genliğe sahip salınımlar uygulamak gerekir. Bu, enerji kaybını telafi edecektir. Genlikte bir artış, sırayla, belirli bir sınıra kadar mümkündür. Sınırlamalar, aletten kaynaklanan yorulma çatlakları, büyük ezikler olasılığı ile ilişkilidir. Bu gibi durumlarda, kişinin nasıl olduğunu değerlendirmek gerekir.ultrasonik kaynak uygun olacaktır. Pratikte yöntem 3…4 µm ile 05…1 mm arasındaki ürün kalınlıkları için kullanılır. 0,01 … 05 mm çapındaki parçalar için kaynak da kullanılabilir. İkinci ürünün kalınlığı birinciden önemli ölçüde daha büyük olabilir.

Olası sorunlar

Ultrasonik kaynak yöntemini uygularken, ürünlerde mevcut bağlantıların yorulma arızası olasılığını hesaba katmak gerekir. İşlem sırasında iş parçaları birbirine göre dönebilir. Yukarıda belirtildiği gibi, aletten malzemenin yüzeyinde ezikler kalır. Cihazın çalışma düzleminin aşınması nedeniyle sınırlı bir hizmet ömrü vardır. Bazı noktalarda ürünün malzemesi alete kaynak yapılır. Bu, cihazda aşınmaya yol açar. Ekipmanın onarımına bir takım zorluklar eşlik eder. Bunlar, aletin kendisinin, konfigürasyonu ve boyutları tam olarak çalışma frekansı için tasarlanmış, ayrılamaz tek ünite tasarımının bir öğesi olarak hareket etmesiyle ilgilidir.

Ürün hazırlama ve mod parametreleri

Ultrasonik kaynak yapmadan önce, parçaların yüzeyi ile herhangi bir karmaşık önlem alınması gerekli değildir. İstenirse, bağlantının kalitesinin kararlılığını artırabilirsiniz. Bunu yapmak için, ürünün yalnızca bir çözücü ile yağdan arındırılması tavsiye edilir. Sünek metalleri birleştirmek için, ultrason başlangıcına göre darbe gecikmeli bir döngü optimal kabul edilir. Nispeten yüksek ürün sertliği ile, ultrasonu açmadan önce hafif bir ısınmanın beklenmesi tavsiye edilir.

Kaynak desenleri

Birkaç tane var. Ultrasonik kaynağın teknolojik şemaları, alet salınımlarının doğasında farklılık gösterir. Burulma, bükülme, boyuna olabilirler. Ayrıca, cihazın kaynaklı parçanın yüzeyine göre uzamsal konumuna ve ayrıca sıkıştırma kuvvetlerinin ürünlere aktarılması yöntemine ve destek elemanının tasarım özelliklerine bağlı olarak şemalar ayırt edilir. Kontur, dikiş ve nokta bağlantıları için bükülme ve boyuna titreşimli varyantlar kullanılır. Ultrasonik hareket, parçaların ayrı bir ısı kaynağından yerel darbeli ısıtılmasıyla birleştirilebilir. Bu durumda, bir takım avantajlar elde edilebilir. Her şeyden önce, salınımların genliğini ve ayrıca iletimlerinin gücünü ve süresini az altabilirsiniz. Termal darbenin enerji özellikleri ve ultrason üzerindeki süperpozisyon periyodu, sürecin ek parametreleri olarak hareket eder.

Termal etki

Ultrasonik kaynağa eklemde sıcaklıkta bir artış eşlik eder. Isı görünümü, temas eden ürünlerin yüzeylerindeki sürtünme görünümünün yanı sıra plastik deformasyonlardan kaynaklanır. Aslında, kaynaklı bir bağlantının oluşumuna eşlik ederler. Temas alanındaki sıcaklık, mukavemet parametrelerine bağlı olacaktır. Ana olan, malzemenin sertlik derecesidir. Ek olarak, termofiziksel özellikleri de oldukça önemlidir: termal iletkenlik ve ısı kapasitesi. Seçilen kaynak modu ayrıca sıcaklık seviyesini de etkiler. Uygulamanın gösterdiği gibi, ortaya çıkan termal etki, belirleyici bir koşul olarak hareket etmez. BTBunun nedeni, ürünlerdeki bağlantıların maksimum mukavemetinin, sıcaklık sınırlayıcı seviyeye yükselmeden önce elde edilmesidir. Parçaları önceden ısıtarak ultrasonik titreşimlerin iletim süresini az altmak mümkündür. Bu aynı zamanda bağlantının gücünü de artıracaktır.

Sonuç

Ultrasonik kaynak, şu anda bazı endüstrilerde parçaları birleştirmek için vazgeçilmez bir yöntemdir. Bu yöntem özellikle mikro elektronikte yaygındır. Ultrason, çeşitli plastik ve sert malzemeleri bağlamanıza olanak tanır. Günümüzde kaynak araçlarını ve teknolojilerini geliştirmek için aktif olarak bilimsel çalışmalar yürütülmektedir.