Osnovna načela in prednosti ultrazvočnega ročnega aparata za točkovno varjenje
Ultrazvočni aparat za točkovno varjenje dejansko spada v kategorijo ultrazvočnega varjenja. Z ultrazvočnimi valovi ustvarja visokofrekvenčne vibracije za varjenje dveh materialov, kovine ali plastike. Pri vroče oblikovanih delih brez montažnih kontur ali delih, katerih geometrija in dejanski pogoji izključujejo možnost običajnih varilnih postopkov, je ultrazvočno točkovno varjenje razmeroma primernejše za obdelavo.
Točkovno varjenje se lahko uporablja za ultrazvočno močno varjenje na mehkih plastičnih listih, kot so ABS, polietilen, polipropilen in PVC. Posebej zasnovana glava za projekcijo se uporablja za povečanje varilne trdnosti in videza. Ultrazvočno točkovno varjenje nadomešča lepila, zakovice, sponke in druge mehanske pritrdilne elemente. Ta postopek se uporablja za sestavljanje karoserij priklopnikov, avtomobilskih odmrzovalnih cevi, pohištva in drugih velikih termoplastičnih delov. Z uporabo prenosnih ročnih orodij in avtomatiziranega sistema z več glavami lahko hkrati izvedemo številne zvare.
Načelo varjenja
Ultrazvok je mehanska vibracija, podobna vibraciji, ki jo proizvajajo glasbila. Te vibracije imenujemo ultrazvočni valovi, ker je njihova frekvenca višja od človeškega sluha (večja od 16 kHz). V zvočni komponenti te tlačne valove ustvarja generator. To bo poslalo izmenični tok na isti frekvenci kot pretvornik (ali pretvornik). Nato pretvornik iz piezoelektrične keramike pretvori to energijo v mehanske vibracije. Nato bodo mehanske vibracije ustvarile toplotno trenje, kar bo spodbudilo molekule materiala, ki ga varimo, da se začnejo premikati. Ultrazvočna energija bo stopila kontaktne točke med obema delovoma in tako tvorila spoj, ki bo omogočal hitro povezavo delov.
Aparat za točkovno varjenje je primeren za tiste komponente, ki jim ni treba hkrati variti celotne varilne poti. Je lahka in enostavna za uporabo, uporablja pa se lahko tudi pri prizorih na prostem. Aparat za točkovno varjenje ima visoko vsestranskost, prilagodljivost in stroškovno učinkovitost, zato ima še vedno močno konkurenčnost na različnih področjih varjenja.
Prednosti varjenja
Postopek varjenja: spremljanje ultrazvočnega varjenja skozi omejitve časa, energije, moči in višine ter zaznavanje celotnega varilnega procesa v realnem času, da se poveča učinkovitost celotnega varilnega postopka in zmanjša poraba energije v proizvodnji.
Prihranek stroškov in varstvo okolja: Celoten postopek varjenja je čist in brez onesnaževanja, ker med varjenjem ne bomo uporabili škodljivih topil ali lepil, sam izdelek pa ne bo poškodovan, s čimer se izognemo nekaterim težavam tradicionalnega varjenja in postopki lepljenja, prihranite stroške varjenja. Zaradi popolnih električnih lastnosti ta tehnologija ne zahteva vzdrževanja na visoki ravni.
Hitrost: Običajni varilni cikel je v 0,5 sekunde. V primerjavi z drugimi načini varjenja je hitrost varjenja hitrejša. Ta tehnika varjenja je veliko hitrejša od običajnih lepil ali topil. Čas hlajenja je zelo hiter in obdelovanca ni treba dolgo časa puščati v orodju, da se varjeni spoj posuši ali strdi.
Enostaven za uporabo: Splošni ultrazvočni aparat za točkovno varjenje ali pištola za točkovno varjenje je majhen stroj, ki je razmeroma lahek za uporabo in ne zahteva visoke ročne tehnologije. Po uporabi ga je priročno shraniti in ne zavzame veliko prostora. Ergonomija in lahka ročna sonda lahko zmanjšata utrujenost uporabnika. Lahek sistem z vgrajenim ročajem omogoča enostavno premikanje in tovarniško premikanje naprave.
Visoka natančnost varjenja: visoko natančen nadzor potiska in zelo natančen nadzor globine varjenja zagotavljata splošno kakovost varjenja in preprečujeta šibko varjenje. Zagotovite določeno kakovost varjenja in se izogibajte gorenju ali zgorevanju materialov.
Sestava opreme
Ultrazvočna oprema za ročno točkovno varjenje vključuje ventil za nadzor pretoka, pretvornik, ultrazvočni generator in varilno glavo. V primerjavi z navadno varilno opremo je aparat za točkovno varjenje lažji in primeren za varilna dela, pri katerih je treba premikati prizore.
Ultrazvočni generator
Generator pretvori električno energijo iz enofaznega napajanja v pravilno frekvenco in napetost, da pretvornik pretvori v mehanske vibracije. Mikroprocesorska enota nadzoruje varilni cikel in prek uporabniškega vmesnika uporabniku posreduje ključne informacije o varjenju. Uporabniški vmesnik operaterju omogoča tudi vnos zahtevanih varilnih parametrov. Glavna naloga ultrazvočnega generatorja je pretvorba 50-60 Hz električne energije (5000 vatov) v visokofrekvenčno električno energijo 20-40 kHz. Frekvenca, ki se pogosto uporablja pri ultrazvočnem varjenju, je 20 kHz.
Pretvornik
Pretvornik se imenuje tudi pretvornik, ki pretvori električno energijo iz generatorja v mehanske vibracije za postopek varjenja. Sestavljen je iz številnih piezoelektričnih keramičnih ploščic, stisnjenih med dva kovinska bloka (običajno iz titana). Med vsakim diskom je tanka kovinska plošča, ki tvori elektrodo. Ko se električni signal sinusnega vala skozi elektrodo dovede v pretvornik, se disk razširi in skrči, kar ima za posledico aksialno gibanje vrha do vrha 15 do 20 μm. Pretvornik je natančna naprava, z njim je treba med varjenjem ravnati previdno. Ko je element poškodovan, pretvornik ne bo več deloval.
Rog
Ojačani del hupe ima dve funkciji, predvsem za ojačanje mehanskih tresljajev, ki nastanejo na konici pretvornika, in njihovo oddajanje na varilno glavo. Drugi glavni namen je zagotoviti mesto za namestitev skladovnice na varilnico. Ko pretvornik uporabi ultrazvočno energijo, se hupa razširi in skrči. Tako kot drugi elementi varilnega sklopa je tudi hupa uglaševalna naprava, zato mora odzvati s točno določeno frekvenco, da lahko ultrazvočno energijo prenese iz pretvornika na varilno glavo. Za uspešno delovanje mora biti hupa na polovici valovne dolžine ultrazvočnega vala v materialu, iz katerega je izdelan ultrazvočni val, ali večkratnik te dolžine. Običajno je polovica valovne dolžine.
Varilna glava
Varilna glava je sestavni del varilnega sklopa, ki zagotavlja varjenje delov, ki jih je treba variti. Zasnova varilne glave je ključnega pomena za uspešno varjenje. Varilna glava je tudi uglaševalna naprava in v večini primerov lahko zagotavlja tudi mehanski dobiček. Običajno je narejen iz aluminija ali titana. Fileji iz aluminija se pogosto uporabljajo v majhnih serijah, ker lahko ta material povzroči obrabo. Nekateri fileti imajo posebej utrjene konice za zmanjšanje obrabe med varjenjem. Tako kot pri rogovem elementu mora biti dolžina varilnega kota polovica valovne dolžine ultrazvočnega vala v materialu, iz katerega je izdelan, ali večkratnik te dolžine. To bo zagotovilo, da ima konec rebra zadostno amplitudo za varjenje. Amplituda je običajno med 30 in 120 μm.
