Composición estructural de la máquina de soldadura de plástico por ultrasonidos.
El equipo de soldadura ultrasónica se compone de prensa, generador, transductor, bocina, cabezal de soldadura y herramientas de soporte de piezas.
1 generador de ultrasonidos
La función del generador ultrasónico es convertir el voltaje de frecuencia de potencia (50 Hz o 60 Hz) en voltaje de frecuencia ultrasónica. El microprocesador controla el ciclo de soldadura y envía información clave de soldadura al usuario a través de la interfaz de usuario. La interfaz de usuario también permite al operador ingresar los parámetros de soldadura requeridos.
Soldador ultrasónico de plástico
2 Pila de soldadura / Sistema de energía acústica La pila de soldadura proporciona vibración mecánica ultrasónica, que generalmente se compone de tres partes: transductor, bocina y cabezal de soldadura, y se fija en la prensa de soldadura en el medio de la bocina. El kit de soldadura es un resonador algo similar a un diapasón. La frecuencia de resonancia del kit de soldadura debe coincidir estrechamente con la frecuencia de la señal eléctrica del generador (con una diferencia de menos de 30 Hz).
2.1 Transductor
El efecto piezoeléctrico inverso convierte la tensión de frecuencia ultrasónica del generador en vibración mecánica ultrasónica de la misma frecuencia. Consiste en varias láminas de cerámica piezoeléctrica intercaladas entre dos bloques de metal (generalmente titanio). Hay una placa de metal delgada entre las láminas para formar electrodos. Cuando la señal eléctrica sinusoidal se suministra al transductor a través del electrodo, la hoja piezoeléctrica se expande y contrae, produciendo un movimiento axial pico a pico de 15-20 μm. El transductor es un dispositivo de precisión y debe manipularse con cuidado.
2.2 Cuerno
La bocina tiene dos funciones. Su función principal es amplificar la vibración mecánica generada en el extremo del transductor y transmitir la vibración al cabezal de soldadura. Otra función es proporcionar una posición para el kit de fijación en la prensa de soldadura. Cuando se aplica energía ultrasónica al transductor, la bocina también se expande y contrae. Al igual que las otras partes del kit de soldadura, la bocina es un dispositivo de ajuste, por lo que también debe resonar a una frecuencia específica para transferir energía ultrasónica desde el transductor al cabezal de soldadura. Para que funcione eficazmente, la bocina debe ser de media longitud de onda o un múltiplo entero de la media longitud de onda de la onda ultrasónica en su material de fabricación. Generalmente media longitud de onda.
2.3 Cabezal de soldadura
El cabezal de soldadura es la parte del kit de soldadura que proporciona energía a las piezas a soldar. Al igual que la bocina, el cabezal de soldadura también es un dispositivo de ajuste y la amplificación mecánica también se proporciona en la mayoría de las aplicaciones. La longitud del cabezal de soldadura debe ser la mitad o la mitad de la longitud de onda de la onda ultrasónica en su material de fabricación.
Un múltiplo entero de. Esto asegura que el extremo del cabezal de soldadura tenga suficiente amplitud para lograr la soldadura. La amplitud es generalmente de 30 ~ 120 μm. El diseño de las piezas a soldar y la junta determina el tamaño y estilo del cabezal de soldadura. La forma del cabezal de soldadura es muy importante, porque la tensión causada por la expansión y contracción axial del cabezal de soldadura puede provocar grietas de gran amplitud. En algunas aplicaciones, el cabezal de soldadura se mecaniza con múltiples ranuras axiales. Esto es para asegurar que la amplitud máxima esté en la dirección longitudinal. El extremo del cabezal de soldadura transmite energía ultrasónica a las piezas a soldar. Los extremos deben estar especialmente diseñados para coincidir con las piezas para garantizar la máxima transferencia de energía entre el cabezal de soldadura y las piezas. Por lo general, el extremo del cabezal de soldadura se convierte en un perfil que coincide con el contorno de la pieza.
Para evitar hendiduras y reducir el desgaste, el aluminio debe estar revestido con níquel o cromo. Cuando se requiere resistencia al impacto o al desgaste, y cuando se sueldan inserciones de plástico o metal embebido, se requieren cabezales de soldadura de acero. El cabezal de soldadura de acero tiene baja resistencia a la fatiga y solo se usa en ocasiones de baja amplitud. Las piezas complejas, las piezas de forma especial o de gran tamaño suelen requerir cabezales de soldadura compuestos (cabezales de soldadura niño-hembra). En este momento, el cabezal de soldadura base está hecho de aluminio, titanio o acero. Los cabezales de soldadura secundarios están conectados al cabezal de soldadura base y la energía guía.
3 Presione
La prensa se utiliza para fijar el kit de soldadura y aplicar la fuerza necesaria para soldar. Consta de una base para la fijación de la luminaria y un cilindro de aire para aplicar fuerza. La prensa está equipada con un manómetro y una válvula reguladora para ajustar la fuerza de soldadura. Cabe señalar que la presión manométrica específica establecida en un equipo de soldadura ultrasónica no es necesariamente la misma que la fuerza de soldadura proporcionada por otro soldador con la misma presión manométrica. La fuerza de soldadura debe calibrarse con un manómetro para comparar directamente la fuerza de soldadura entre diferentes soldadores. También hay una válvula de control de flujo en la prensa para ajustar la velocidad del cabezal de soldadura acercándose a la pieza a soldar. Algunos equipos de soldadura utilizan un sistema de presurización de fuerza electromagnética para reemplazar el cilindro tradicional, que puede controlar mejor la velocidad de aproximación, lo cual es beneficioso al soldar piezas pequeñas o de precisión.
4 Herramientas de apoyo
La base de la prensa fija el utillaje que soporta las piezas durante el proceso de soldadura. La herramienta de soporte está especialmente diseñada para evitar que la parte inferior se mueva cuando se aplica el ultrasonido. Por lo general, se procesa en una forma que se asemeja mucho al contorno de la superficie de la pieza. Los accesorios varían de simples a complejos, según el diseño de la pieza. Las partes inferiores deben colocarse y apoyarse firmemente. El accesorio o la base debe ser ajustable para garantizar que la pieza quede perpendicular al cabezal de soldadura. El accesorio se puede procesar a partir de varios materiales. El acero inoxidable es la mejor opción porque es fácil de mecanizar y pulir. Los accesorios especiales ahora se pueden procesar directamente a través de datos CAD. Las piezas más grandes, complejas, de forma irregular o de lotes pequeños generalmente se sujetan mediante colada de poliuretano blando.
