Utilizarea ecografiei a acoperit astăzi chiar sfera industrială. Un exemplu clasic este sudarea cu ultrasunete. Se bazează pe o serie de legi fizice, care merită cunoscute înainte de a începe munca. Care sunt caracteristicile procesului? Ce echipament este folosit? Care sunt avantajele ultrasunetelor în sudură? Veți învăța despre acest lucru din acest material.
Informații generale
Sudarea cu ultrasunete este o metodă de creare a îmbinărilor în întregime, în care oscilațiile electrice de o anumită frecvență, cu ajutorul unui generator, se transformă în vibrații mecanice ale aparatului. Oscilațiile electrice ale ultrasunetelor sunt în medie de 30 kHz.
Specificul operației este în direcția efectului termic. UZS diferă de metodele clasice de sudare prin faptul că doar părțile de contact ale pieselor sunt încălzite și nu toate sunt încălzite. Se aplică la prelucrarea materialelor diferite și pentru un număr de produse polimerice acționează ca singura metodă corectă de îmbinare.
Timpul de sudare este determinat de caracteristicile materialelor și variază de la zeci la câteva secunde. Cu ajutorul ultrasunetelor, policarbonatul, PVC, polipropilena, piele și țesături cu fibre sintetice sunt sudate ideal.
Specificitatea procesului
Sarcina oricărei sudări este o conexiune fiabilă a materialelor. Când secțiunile sunt încălzite, moleculele preformelor intră într-o stare excitat, însoțite de o creștere a distanței dintre ele. Aici se poate produce recombinarea legăturilor elementelor constitutive. Cum se face acest lucru cu cea mai mică pierdere de material, rapid și eficient? Aici este dificil să se facă fără sudură ultrasonică.
Direcția de undă Y / Z atinge presupusa joncțiune a părților. Sub influența sa, are loc procesul descris anterior, excitarea moleculelor. Este suficient să reunim spațiile libere, astfel încât procesul de îmbinare a acestora devine inevitabil.
Avantajele sudării cu ultrasunete
Avantajele metodei includ:
- rezistența excelentă a pieselor conectate;
- nu este necesară pregătirea preliminară a suprafețelor (măcinarea, curățarea murdăriei etc.), precum și îndepărtarea cusăturii după cristalizare;
- solicitările interne ale sudurii sunt absente în toate etapele de lucru;
- spre exterior cusatura nu se distinge;
- procesul poate avea loc fără participarea operatorului;
- creșterea eficienței producției datorită economiei de timp a sudorilor pentru muncă;
- posibilitatea de a combina o serie de operațiuni (cu tăierea metalului sau desenarea unui desen);
- când ultrasunetele de sudură nu necesită elemente suplimentare consumabile sau de legătură (clei, fire, solvenți);
- atunci când un val de ultrasunete acționează asupra unei persoane, unele componente nu au un efect negativ;
- nu este necesar un mediu de protecție (gaz);
- economie de utilizare a energiei electrice.
La fel de bine sunt ambele metode cunoscute de sudura cu ultrasunete - sutura si presa. Primul se utilizează pentru realizarea îmbinărilor cu o lungime mai mică de 250 mm, a doua - pentru conectarea la puncte sau contururi.
Pe scurt despre setări
Echipamentul pentru sudarea cu ultrasunete este alcătuit din următoarele unități:
- generator de oscilații electrice;
- unitate acustică cu un ghid de undă;
- mecanism de presare;
- echipamente de control al proceselor.
În fabricarea independentă a dispozitivului nu este necesară și din mai multe motive. Primul și principalul lucru - crearea mașinii va necesita o mulțime de calcule matematice și fizice. Abaterea minimă va avea ca rezultat o rezonanță la punctul de contact al pieselor, ceea ce va reduce calitatea îmbinării sudate.
Soiurile USS
Sudarea cu ultrasunete este clasificată în funcție de mai multe criterii. Prima este metoda de transfer de energie. Astfel, alocați:
Primul este folosit de obicei pentru îmbinarea materialelor plastice moi, a filmelor, a materialelor sintetice de până la 5 mm grosime. Cea mai obișnuită metodă de sudare este suprapunerea.
Alte criterii pentru clasificarea USS sunt:
- metoda de deplasare a ghidului de undă (presa - pentru o mișcare scurtă a elementului, continuă - pentru un impact prelungit asupra locului de sudură);
- metoda de dozare a energiei mecanice de intrare (cu fixarea timpului de acțiune al impulsului, tirajul sau distanța).
- Caracteristicile echipamentelor de sudare
Spre deosebire de lucrul manual sau semiautomat, unde pot fi utilizate diferite tipuri de electrozi sau fire și alți parametri de proces pot fi modificați, în echipamentele de sudură cu ultrasunete totul se calculează la cele mai mici detalii. Procesul se desfășoară după cum urmează:
- generatorul generează un impuls electric;
- oscilațiile sunt transformate într-un val de sunet de înaltă frecvență;
- Valul este transmis prin intermediul ghidului de undă până la joncțiunea părților;
- aici creează o rezonanță;
- deplasarea materialelor între ele duce la conectarea lor instantanee.
În funcție de caracteristicile fizice ale materialelor conectate, se selectează frecvența de oscilație. Mai mult - câteva exemple de instalații.
Echipament de sudare cu ultrasunete
Condiționat, toate dispozitivele pot fi împărțite în trei grupe:
Un exemplu al primului grup este mașina de sudura cu ultrasunete SportTex EU 1300. Vizuale se aseamănă cu o mașină convențională de cusut.
- tensiune - 220 V;
- frecvență - 50 Hz;
- putere - 1,5 kW;
- suprafață de lucru - 50 mm;
- productivitate - până la 10 m / min;
- presiune de lucru - până la 7 bari;
- frecvența de operare - până la 20 kHz;
- dimensiuni - 1200x1200x550 mm;
- greutate - 110 kg.
Costul de instalare este de cel puțin 200 mii de ruble, deci este de obicei utilizat în producție.
Dispozitivele mai compacte includ modulul ultrasonic de tip desktop pentru conectarea tuburilor (recipiente mici alungite, de exemplu pentru paste de dinți, creme, etc.). Viteza de lucru a unităților de birou variază între 0,3 și 1,5 secunde și depinde de lățimea cusăturii (până la 70 mm).
- frecvența de operare - până la 35 kHz;
- putere - până la 1,5 kW;
- unitate pneumatică;
- dimensiuni - 533х261х219 mm;
- greutate - 30 kg.
Costul acestor instalații este cu un ordin de mărime mai mic decât cel al celor staționare.
Cele mai compacte dispozitive pentru sudarea cu ultrasunete sunt utilizate pentru nituirea materialelor plastice, cusarea pieselor mici, fixarea elementelor pe structurile portante. Un exemplu este o mașină Handy Star la îndemână. Puterea, frecvența și viteza de funcționare sunt similare cu dispozitivele desktop, dar dimensiunile și greutatea sunt semnificativ mai mici, ceea ce afectează costul. Instrumentul considerat în suma a trei măsurători dă 720 mm, iar masa este de numai 4,5 kg. Un astfel de echipament este utilizat pentru sudarea cu ultrasunete în industria auto, repararea prelatelor, producția de benzi transportoare cu bandă.
Este important să vă amintiți câteva puncte. Primul - lungimea pieselor sudate nu trebuie să depășească un sfert de metru. Acest lucru se datorează designului plantelor. Cele două părți conectate trebuie să fie uscate. A treia - cel puțin una dintre detalii trebuie să fie cu pereți subțiri.