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Principio de funcionamiento de la soldadora ultrasónica de plástico
El concepto y clasificación de ondas sonoras.
Las ondas son causadas por perturbaciones que comienzan en un punto determinado y se propagan o transmiten a otros puntos de una manera predeterminada. La onda acústica es la propagación de la energía de vibración en un medio elástico, una especie de onda mecánica elástica. En un medio fluido o sólido, cuando el punto de masa se desvía de su posición de equilibrio, provocará la fuerza de restauración elástica dentro del medio. Esta fuerza de recuperación elástica se acopla con la inercia del sistema, de modo que la vibración del punto de masa media se transmite continuamente a los puntos de masa adyacentes, generando y emitiendo ondas sonoras. Las ondas acústicas son ondas mecánicas elásticas. El rango de frecuencia de las ondas sonoras que puede oír el oído humano suele estar entre 20 Hz y 20 KHz, lo que se denomina sonido audible. Las ondas sonoras con una frecuencia entre 2 × 104 Hz-2 × 109 Hz se denominan ondas supersónicas y las ondas sonoras con una frecuencia inferior a 20 Hz se denominan ondas infrasónicas. (Onda infrasónica). Estos sonidos inaudibles tienen un impacto significativo en la vida humana y también tienen una amplia gama de aplicaciones y perspectivas de desarrollo.
| Frecuencia / Hz | Características | |
| Infrasonido | 〈20 | Los oídos humanos no pueden oír, la atenuación de la transmisión es muy pequeña y la distancia de transmisión es muy larga. |
| Sonido audible | 20-2×104Hz | Puede ser escuchado por el oído humano. |
| Ultrasonido | 2×104Hz-2 × 109Hz | La frecuencia de propagación es alta, la dirección de propagación es fuerte, la vibración media es fuerte y la propagación en el fluido puede causar cavitación. |
| Ultrasonido | 2×109Hz-2 × 1012Hz | La atenuación de la propagación es grande, la longitud de onda es corta y la banda de frecuencia corresponde aproximadamente a la de microondas. |
El ultrasonido se diferencia de las ondas sonoras ordinarias en las siguientes características: alta frecuencia, longitud de onda corta, gran energía, reflexión, refracción, resonancia y pérdida de energía durante el proceso de propagación.
Principio y proceso de soldadura de plástico por ultrasonidos.
La soldadura ultrasónica de plástico (soldadura ultrasónica) es un método de soldadura sin contacto. El principio de la soldadura ultrasónica es convertir la corriente de 50/60 Hz en energía eléctrica de alta frecuencia de 15, 20, 30 o 40 KHz a través de un generador ultrasónico, y la energía eléctrica convertida se convierte en la vibración mecánica longitudinal de la misma frecuencia mediante el dispositivo de conversión de energía, y luego este cambio se transmite al cabezal de soldadura a través del dispositivo de ajuste de amplitud, y el cabezal de soldadura transfiere la energía de vibración recibida a la unión del original de soldadura. El área con gran resistencia acústica en la interfaz utiliza la fricción para convertir la energía de vibración en energía térmica para generar alta temperatura local. El calor se concentra en el medio del material de soldadura. Debido a la mala conductividad térmica del plástico, no se puede disipar a tiempo, lo que hace que la superficie de contacto del plástico se derrita rápidamente. A continuación, haga que las superficies de unión se fusionen. La soldadura ultrasónica se puede utilizar en el proceso de unión de la mayoría de los plásticos de ingeniería, convirtiéndose en uno de los recursos técnicos importantes del proceso de unión y tiene una amplia gama de posibilidades de aplicación. La resistencia de la soldadura puede estar cerca de la resistencia de la materia prima y las características del material no se ven afectadas ni cambiadas directamente. El método de soldadura tiene las características de mantener la plasticidad del material y tiene poco efecto sobre la elasticidad y resistencia mecánica de las partes unidas. Cumple con los requisitos técnicos de la unión de ingeniería. .
Figura 1 Diagrama de estructura del principio de funcionamiento de la máquina de soldadura por ultrasonidos
Proceso de soldadura ultrasónica:
La fuente de alimentación activa un sistema de transmisión neumática de señal de control de gatillo, el cilindro presuriza el cabezal de soldadura para que caiga y presiona la soldadura para activar el generador ultrasónico para que funcione, emita ultrasonido y mantenga un cierto tiempo de soldadura, elimine la emisión ultrasónica, continúe manteniendo un cierta presión durante un cierto tiempo, despresurizar y el cabezal de soldadura Recogida, la soldadura ha terminado.
Figura 2 Las 4 etapas del proceso de soldadura ultrasónica
En la primera etapa, el cabezal de soldadura está en contacto con la pieza, ejerce presión y comienza a vibrar. El calor de la fricción derrite las nervaduras conductoras de energía y la masa fundida fluye hacia la superficie de la junta. A medida que disminuye la distancia entre las dos partes, el desplazamiento de la soldadura (la disminución de la distancia entre las dos partes debido al flujo de la masa fundida) comienza a aumentar. Al principio, el desplazamiento de la soldadura aumenta rápidamente y luego se ralentiza cuando la barra de conducción de energía fundida se extiende y toca la superficie de la parte inferior. En la etapa de fricción en estado sólido, el calentamiento es causado por la energía de fricción entre las dos superficies y la fricción interna en las piezas. El calentamiento por fricción hace que el material polimérico se caliente hasta su punto de fusión. El poder calorífico depende de la frecuencia de acción, amplitud y presión;
El aumento de la velocidad de fusión en la segunda etapa conduce a un aumento del desplazamiento de la soldadura y al contacto entre las superficies de las dos partes. En esta etapa, se forma una fina capa fundida y el grosor de la capa fundida aumenta debido al calentamiento continuo. El calor en esta etapa se genera por disipación viscosa;
En la tercera etapa, el espesor de la capa de solución en la soldadura permanece sin cambios y con una distribución de temperatura constante, se produce una fusión en estado estacionario;
En la cuarta etapa, una vez transcurrido el tiempo establecido o alcanzado la energía, el nivel de potencia o la distancia específicos, se corta la alimentación, se detiene la vibración ultrasónica y comienza la cuarta etapa. La presión se mantiene, de modo que parte de la masa fundida extra se exprime de la superficie de unión. El desplazamiento máximo se alcanza cuando la soldadura se enfría y solidifica, y se produce la difusión intermolecular.
La tecnología de soldadura ultrasónica se usa ampliamente en varios campos, y la tecnología madura gradualmente en la práctica continua. En el proceso de soldadura plástica ultrasónica, la selección del modelo del equipo, la selección de la soldadura y el diseño del flujo de soldadura afectarán la calidad de la soldadura. Por lo tanto, antes de comprar un equipo de soldadura de plástico por ultrasonidos, se debe realizar el control correspondiente para mejorar la calidad de la soldadura de plástico.
