Princip in teorija ultrazvočnega aparata za varjenje plastike
S hitrim razvojem materialne industrije je uporaba kompozitnih materialov, kot so plastika in kovine z majhno težo, nizkim trenjem, odpornostjo proti koroziji in enostavna obdelava, deležna veliko pozornosti. Različni izdelki iz plastike so prodrli na različna področja vsakdanjega življenja ljudi in se pogosto uporabljajo tudi v letalstvu, ladjedelništvu, avtomobilih, električnih aparatih, embalaži, igračah, elektroniki, tekstilu in drugih panogah. Vendar zaradi dejavnikov, kot je postopek brizganja, velikega števila plastičnih izdelkov z zapletenimi oblikami ni mogoče naenkrat vbrizgati, kar zahteva lepljenje, postopki lepljenja in toplotnega tesnjenja, ki se uporabljajo že vrsto let, pa so precej za nazaj, ne le neučinkovito, ampak tudi povezovanje. Sredstvo ima tudi določeno strupenost, kar povzroča težave, kot so onesnaževanje okolja in varstvo dela. Tradicionalnega postopka ni mogoče uporabiti za razvojne potrebe sodobne industrije plastike, zato novi tehnologiji za predelavo plastike.Utrasoničnemu stroju za varjenje plastike pri varjenju plastičnih izdelkov ni treba dodati nobenega lepila, polnila ali topil niti ne sme porabiti veliko vira toplote . Ima prednosti preprostega delovanja, velike hitrosti varjenja, visoke trdnosti varjenja in visoke učinkovitosti proizvodnje. Zato se tehnologija ultrazvočnega varjenja vse bolj uporablja.
Načelo ultrazvočnega aparata za varjenje plastike:
Ko ultrazvočni valovi delujejo na kontaktni površini iz termoplastične plastike, nastanejo visokofrekvenčne vibracije v več deset tisoč krat na sekundo. Ta visokofrekvenčna vibracija doseže določeno amplitudo in ultrazvočna energija se prek zgornjega varilca prenaša na varilno območje, ker je varilno območje dva spoja na varjenih spojih ima veliko zvočno odpornost, zato nastajajo lokalne visoke temperature. Poleg tega se zaradi slabe toplotne prevodnosti plastike ne more pravočasno razpršiti in zbrati v varilnem območju, tako da se kontaktni ploskvi obeh plastičnih snovi hitro stopijo in se po določenem pritisku integrirajo v eno. Ko se ultrazvočni val ustavi in pusti tlak nekaj sekund, da se strdi, tako da za varjenje tvori močno molekularno verigo, je lahko varilna moč blizu trdnosti surovine. Kakovost ultrazvočnega varjenja plastike je odvisna od amplitude varilne glave pretvornika, uporabljenega tlaka in časa varjenja. Čas varjenja in tlak varilne glave se lahko prilagodita. Amplitudo določata pretvornik in rog. Te tri količine imajo med seboj primerno vrednost. Ko energija presega ustrezno vrednost, je talilna količina plastike velika, varilni material pa se zlahka deformira; če je energija majhna, je varjenje težko in uporabljenega tlaka ni mogoče povečati. Ta optimalni tlak je rezultat dolžine strani varjenega dela in optimalnega tlaka na 1 mm roba. Ultrazvočno varjenje je visokotehnološka tehnologija varjenja termoplastičnih tehnologij. Različne dele termoplastične gume lahko obdelamo z ultrazvočnim varjenjem brez dodajanja topil, lepila ali drugih pomožnih izdelkov. Prednost je povečati produktivnost, zmanjšati stroške in izboljšati kakovost izdelkov.
Generator generira 20KHZ (ali 15KHZ) visokonapetostni visokofrekvenčni signal s sistemom pretvorbe pretvori signal v visokofrekvenčno mehansko vibracijo, ki se uporablja na obdelovancu iz plastičnih izdelkov, skozi delovno površino in v notranjosti medmolekularno, trenje povzroči, da se temperatura, ki se prenaša na vmesnik, dvigne. Ko temperatura doseže tališče samega obdelovanca, se varilni odprtin obdelovanca hitro stopi in nato zapolni vrzel med vmesniki. Ko se vibracije ustavijo, se obdelovanec hkrati ohladi in pritrdi pod določenim pritiskom, da se doseže popolno varjenje.
Kako deluje ultrazvočno varjenje?
Načelo ultrazvočnega varjenja je pretvorba 50/60 Hz toka v 15, 20, 30 ali 40 kHz s pomočjo ultrazvočnega generatorja.
Pretvorjena visokofrekvenčna električna energija se z pretvornikom znova pretvori z enakim frekvenčnim mehanskim gibanjem, nato pa se mehansko gibanje prenaša na varilni rog skozi niz opreme amplitudnega modulatorja, ki lahko spremeni amplitudo.
Varilni rog oddaja vibracijsko energijo na zvar obdelovanca, ki ga je treba variti, na tem območju se vibracijska energija s trenjem pretvori v toplotno energijo, da se talina stopi. Ultrazvok se ne uporablja samo za varjenje trde termoplastike, ampak tudi za obdelavo tkanin in filmov.
