Die Details der Ultraschallschweißparameter
Ultraschallfrequenz Ultraschall-Schweißsensoren sind für verschiedene Systeme und Anwendungen konzipiert und reichen von 15 bis 300 kHz. Die meisten Metallschweißsysteme sind in 20 bis 40 kHz, 20 kHz ist die häufigste Frequenz.
Vibrationsamplitude. Die Vibrationsamplitude des Schweißkopfes steht in direktem Zusammenhang mit der Energieübertragung zur Schweißnaht. Die Amplitude der Ultraschallvibration ist an den Schweißnähten sehr klein - 10,30 oder 50 Mikrometer, selten über 100 Mikrometer (etwa 0,004 Zoll) In einigen Schweißsystemen ist die Amplitude eine abhängige Variable, mit anderen Worten, sie bezieht sich auf die an das System angelegte Leistung. In anderen Systemen ist die Amplitude eine unabhängige Variable, die durch die Rückkopplungssteuerung eingestellt und gesteuert werden kann System an der Stromversorgung.
Statische Kraft Wenn die Schweißvibration beginnt, erzeugt die durch den Schweißkopf und den Amboss auf das Werkstück ausgeübte Kraft einen engen Kontakt zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen. Die Größe der Kraft kann je nach Material und Dicke sowie die Größe der Schweißnaht variieren Zehntausende Tonnen bis zu Tausenden von Newton. Zum Beispiel wird eine 40 mm2-Schweißnaht in der 6000er Aluminium-Serie mit einer Kraft von 1 500 N hergestellt, während die 10 mm2-Schweißung auf einem weichen Kupferblech von 0,5 mm liegt dick kann nur 400n erfordern.
Strom, Energie und Zeit. Obwohl individuelle Schweißparameter, Leistung, Energie und Zeit die besten Kontrollen sind, sind sie eng miteinander verbunden. Beim Löten werden die Spannung und der Strom von der Stromversorgung während des Schweißvorgangs zum Wandler fließen Die gelieferte Energie ist der Bereich unter der Schweißleistungskurve. Die meisten Schweißstromquellen sind für die Spitzenleistung ausgelegt, die sie liefern können, und reichen von einigen hundert Watt bis zu einigen Kilowatt. Die meiste Schweißzeit beträgt weniger als eine Sekunde Bei einer konstanten Leistungsabgabe erzeugt das 0,4 Sekunden lange Schweißen eines 2-kW-Schweißers 800 Joule Energie.
Materialien. Dies beinhaltet eine Vielzahl von Fragen und Parametern im Zusammenhang mit dem Ultraschall-Metallschweißen. Die erste ist die Kombination von Materialien oder Materialien. Die Kombination der meisten Materialien und Materialien gilt als in gewissem Maße lötbar, obwohl bestimmte Schweißparameter und Leistungsdaten im Allgemeinen gelten Die Eigenschaften der Materialien, einschließlich des Moduls, der Streckgrenze und der Härte, sind ein wichtiger Aspekt.
Im Allgemeinen lassen sich weiche Legierungen wie Aluminium, Kupfer, Nickel, Magnesium, Gold, Silber und Platin am einfachsten mit Ultraschallwellen verschweißen. Harder-Legierungen wie Titan, Eisen und Stahl sowie Luftfahrtlegierungen auf Nickelbasis und hochschmelzende Metalle (Molybdän und Wolfram) sind schwieriger.
Materialoberflächeneigenschaften sind ein weiterer Parameter, einschließlich Oberflächenbehandlung, Oxid, Beschichtung und Verunreinigungen.
Geometrie. Die Form der Schweißteile spielt eine wichtige Rolle, der Hauptfaktor ist die Dicke der Teile. Im Allgemeinen haben dünne Teile eine bessere Chance, ein erfolgreiches Ultraschallschweißen zu erreichen. Die Dicke der Teile zu erhöhen, insbesondere der Teil des Kontaktschweißens Kopf, erfordert eine größere Schweißkopffläche, größere statische Kraft und höhere Schweißkraft. Die maximal verfügbare Dicke hängt von der verfügbaren Leistung des Materials und der Schweißstromquelle ab.
Werkzeug. Das Werkzeug besteht aus Ultraschall / Schweißkopf und Amboss, der zur Unterstützung von Komponenten und zum Übertragen von Ultraschallenergie und -statik verwendet wird. In den meisten Fällen werden Tooltips zu kompletten Sonotrodenkomponenten verarbeitet, in einigen Fällen wird jedoch ein entfernbarer Tooltip verwendet haben Rillen und Gräben oder andere Oberflächenrauheiten, um die Werkstückbefestigungen zu verbessern.
Der Schweißkopf und die Amboßkontaktfläche sind normalerweise flach und der Schweißkopf ist so gestaltet, dass er eine leicht konvexe Krümmung aufweist, um die Kontaktspannung zu ändern.
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