Ultraljudssvetsning av plast hänvisar till användningen av ultraljudsutrustning för att omvandla lågfrekvent elektrisk energi till högfrekvent elektrisk energi på 20-40 kHz. , strukturen hos en vanlig ultraljudssvetsmaskin visas i figur 1. Vibrationsenergin överförs från svetshuvudet till plastarbetsstycket, och friktionen mellan arbetsstyckena genererar en stor mängd värme för att smälta svetsytan på arbetsstycket, och därigenom svetsning till en helhet. Foghållfastheten är nära den för ett enda stycke anslutet material, och tätningsprestandan är god. Under de senaste åren, med storskalig tillämpning av plast och kompositmaterial, har plast ultraljudssvetsning använts i stor utsträckning på grund av dess snabba svetshastighet, goda svetskvalitet, lätta automatisering och lämplighet för massproduktion. Men när man använder en ultraljudssvetsmaskin för plastsvetsoperationer, även om alla förberedelser är tillräckliga, är svetseffekten inkonsekvent, otillräcklig svetsning, överdriven svetsning och andra dåliga svetsfenomen förekommer fortfarande ofta.
Inverkan av plastmaterial på ultraljudssvetsning
Ultraljudssvetsning kan inte svetsa all plast, vilket är den största begränsningen för ultraljudssvetsning. Plaster kan delas in i två kategorier: termoplaster och härdplaster. Termoplastiska molekyler har en linjär eller grenad struktur och kan göras till en plastdel av en viss form efter uppvärmning, mjukning och smältning och kan behålla formen efter kylning. Denna process kan upprepas och reversibel. Vanliga termoplaster är polyeten, polypropen, polyamid (nylon) och akrylnitril (A)-butadien (B)-styren (S) terpolymer (ABS). Värmehärdande plaster genomgår å andra sidan en tvärbindningsreaktion vid upphettning och molekylernas huvudkedjor är kemiskt bundna och blir så småningom ett ämne som varken smälter eller smälter. Av egenskaperna hos de två är ultraljudssvetsning endast lämplig för svetsning mellan termoplaster, inte för härdplaster. Dessutom har fyllmedel (kalciumkarbonat, glasfiber, aluminiumhydroxid etc.) och tillsatser (brandskyddsmedel, mjukgörare, smörjmedel etc.) i plastråvaror stor inverkan på ultraljudssvetsning.
1. Inverkan av processparametrar för ultraljudssvetsmaskiner på svetskvalitet
För ultraljudssvetsmaskiner är svetsenergi produkten av kraft och tid, och svetskraft är produkten av tryck, fallhastighet, frekvens och amplitud. Det kan ses från arbetsprincipen för ultraljudsvågor att den faktiska effekten av ultraljudsvågor inte är stor, arbetstiden är kort och värmen som genereras är begränsad, så den är i allmänhet endast lämplig för material med låga smältpunkter (under 400) °C). Enligt egenskaperna hos den valda plasten kan processparametrarna för ultraljudssvetsmaskinen justeras effektivt för att uppnå den ideala svetseffekten.
2. Ultraljudssvetsningens inverkan på svetskvaliteten
Under ultraljudssvetsning exploderar ultraljudsenergin omedelbart, och det finns inget behov av den totala vibrationen och värmen från svetsen under drift. Även om ytkontaktfriktionen hos två svetsade delar kan generera värmeenergi genom snabb friktion, är ju större kontaktyta, desto allvarligare energispridning, och slutligen kan den molekylära strukturen hos ändytans material inte förstöras och smältas samman, så det är bara nödvändig för att selektivt generera värme vid den svetsade delen. Vid ultraljudssvetsning överförs ultraljudsvågen i plasten till fogytan med den energiledande vinkeln, där den alstrar värme och svetsar. Därför påverkar utformningen av svetsytans struktur på ultraljudssvetsmaskinen svårigheten att svetsa, svetsplatsens utseende, svetsstyrkan och den vattentäta och fuktsäkra prestanda efter svetsning.
Ultraljudssvetsteknik av plast har många fördelar och används flitigt i alla samhällsskikt i mitt land, och blir mer och mer mogen. Det finns dock många parametrar som måste kontrolleras i svetsprocessen, såsom inställningen av processparametrarna för svetsmaskinen, valet av svetsmaterial och utformningen av strukturen, som alla har en viktig inverkan på svetseffekten, och dessa effekter är inte linjära. I den dagliga produktionen är det nödvändigt att mäta svetseffekten av olika parametrar genom noggrann testanalys, för att erhålla den optimala lösningen, och samtidigt förbättra materialens anpassningsförmåga, utforska inverkan av olika processparametrar på svetskvalitet, och tillämpa ultraljudssvetsning inom ett bredare område.