Strukturzusammensetzung der Ultraschall-Kunststoffschweißmaschine
Ultraschallschweißgeräte bestehen aus Pressen, Generatoren, Messumformern, Horn,Schweißkopf und Teilen unterstützen Werkzeuge.
1 Ultraschallgenerator
Die Funktion des Ultraschallgenerators besteht darin, die Leistungsfrequenzspannung (50 Hz oder 60 Hz) in die Ultraschall-Frequenzspannung umzuwandeln. Der Mikroprozessor steuert den Schweißzyklus und übergibt wichtige Schweißinformationen über die Benutzeroberfläche an den Anwender zurück. Die Benutzeroberfläche ermöglicht es dem Bediener auch, die erforderlichen Schweißparameter einzugeben.
Ultraschall-Kunststoffschweißer
2 Schweißstack/Akustisches Energiesystem Der Schweißstapel sorgt für mechanische Ultraschallschwingungen, die in der Regel aus drei Teilen bestehen: Messumformer, Horn und Schweißkopf, und wird an der Schweißpresse in der Mitte des Horns befestigt. Das Schweißset ist ein Resonator, der einer Stimmgabel ähnelt. Die Resonanzfrequenz des Schweißsatzes muss eng mit der Frequenz des elektrischen Signals des Generators übereinstimmen (mit einer Differenz von weniger als 30 Hz).
2.1 Messumformer
Der inverse piezoelektrische Effekt wandelt die Ultraschall-Frequenzspannung des Generators in ultraschallmechanische Schwingungen derselben Frequenz um. Es besteht aus mehreren piezoelektrischen Keramikplatten, die zwischen zwei Metallblöcken (in der Regel Titan) eingeklemmt sind. Zwischen den Blechen befindet sich eine dünne Metallplatte, um Elektroden zu bilden. Wenn das sinusförmige elektrische Signal über die Elektrode an den Messumformer geliefert wird, dehnt sich das piezoelektrische Blech aus und zieht sich zusammen, wodurch eine axiale Peak-to-Peak-Bewegung von 15-20 m erzeugt wird. Der Messumformer ist ein Präzisionsgerät und sollte mit Vorsicht behandelt werden.
2.2 Horn
Das Horn hat zwei Funktionen. Seine Hauptfunktion besteht darin, die am Ende des Messumformers erzeugte mechanische Schwingung zu verstärken und die Vibration auf den Schweißkopf zu übertragen. Eine weitere Funktion besteht darin, eine Position für das Befestigungskit an der Schweißpresse bereitzustellen. Wenn Ultraschallenergie auf den Messumformer aufgebracht wird, dehnt sich auch das Horn aus und zieht sich zusammen. Wie die anderen Teile im Schweißsatz ist das Horn ein Tuning-Gerät, daher muss es auch mit einer bestimmten Frequenz schwingen, um Ultraschallenergie vom Messumformer zum Schweißkopf zu übertragen. Um effektiv zu funktionieren, muss das Horn eine halbwellige oder ein ganzzahliges Vielfaches der Halbwellenlänge der Ultraschallwelle in seinem Herstellungsmaterial sein. In der Regel halbe Wellenlänge.
2.3 Schweißkopf
Der Schweißkopf ist der Teil des Schweißsatzes, der die zu schweißenden Teile mit Energie versorgt. Wie das Horn ist auch der Schweißkopf ein Tuninggerät, und auch die mechanische Verstärkung wird in den meisten Anwendungen angeboten. Die Länge des Schweißkopfes muss die Halbwellenlänge oder Halbwellenlänge der Ultraschallwelle in seinem Herstellungsmaterial sein.
Ein ganzzahliger Teil von. Dadurch wird sichergestellt, dass das Ende des Schweißkopfes über eine ausreichende Amplitude verfügt, um schweißen zu können. Die Amplitude liegt in der Regel bei 30 bis 120 m. Die Konstruktion der zu schweißenden Teile und der Verbindung bestimmt die Größe und den Stil des Schweißkopfes. Die Form des Schweißkopfes ist sehr wichtig, da die Belastung durch die axiale Ausdehnung und Kontraktion des Schweißkopfes Risse bei hoher Amplitude verursachen kann. In einigen Anwendungen wird der Schweißkopf mit mehreren Axialschlitzen bearbeitet. Dadurch soll sichergestellt werden, dass die maximale Amplitude in Längsrichtung liegt. Das Ende des Schweißkopfes überträgt Ultraschallenergie an die zu schweißenden Teile. Die Enden sollten speziell so ausgelegt sein, dass sie den Teilen entsprechen, um eine maximale Energieübertragung zwischen schweißkopf und Teilen zu gewährleisten. Üblicherweise wird das Ende des Schweißkopfes zu einem Profil gemacht, das der Kontur des Teils entspricht.
Um Einbuchtungen zu vermeiden und den Verschleiß zu reduzieren, muss Aluminium mit Nickel oder Chrom beschichtet werden. Wenn Schlagzähigkeit oder Verschleißfestigkeit erforderlich ist, und beim Schweißen von gefülltem Kunststoff oder eingebetteten Metalleinsätzen, sind Stahlschweißköpfe erforderlich. Der Stahlschweißkopf hat eine geringe Ermüdungsfestigkeit und wird nur bei Gelegenheiten mit geringer Amplitude eingesetzt. Komplexe Teile, sondergeformte oder großformatige Teile erfordern in der Regel Verbundschweißköpfe (Kinder-Frauen-Schweißköpfe). Zu diesem Zeitpunkt ist der Basisschweißkopf aus Aluminium, Titan oder Stahl Sekundärschweißköpfe sind mit dem Basisschweißkopf verbunden und Führungsenergie.
3 Presse
Die Presse wird verwendet, um das Schweißkit zu fixieren und die zum Schweißen erforderliche Kraft anzuwenden. Es besteht aus einer Basis zur Befestigung der Vorrichtung und einem Luftzylinder zum Anwenden von Kraft. Die Presse ist mit einem Manometer und einem Regelventil zur Einstellung der Schweißkraft ausgestattet. Es sei darauf hingewiesen, dass der spezifische Messdruck, der auf einem Ultraschallschweißgerät eingestellt ist, nicht unbedingt mit der Schweißkraft identisch ist, die von einem anderen Schweißer mit demselben Manometerdruck bereitgestellt wird. Die Schweißkraft sollte mit einem Manometer kalibriert werden, um die Schweißkraft zwischen verschiedenen Schweißern direkt zu vergleichen. Es gibt auch ein Durchflussregelventil an der Presse, um die Geschwindigkeit des Schweißkopfes einzustellen, der sich dem zu schweißenden Teil nähert. Einige Schweißgeräte verwenden elektromagnetische Kraftdrucksystem, um den traditionellen Zylinder zu ersetzen, der die Anfluggeschwindigkeit besser steuern kann, was beim Schweißen von Klein- oder Präzisionsteilen von Vorteil ist.
4 Unterstützungswerkzeuge
Die Pressenbasis fixiert die Werkzeuge, die die Teile während des Schweißprozesses stützen. Die Stützwerkzeuge wurden speziell entwickelt, um zu verhindern, dass sich der untere Teil beim Auftragen des Ultraschalls bewegt. Es wird in der Regel zu einer Form verarbeitet, die eng mit der Oberflächenkontur des Teils übereinstimmt. Die Befestigungen reichen je nach Teiledesign von einfach bis komplex. Die unteren Teile müssen fest platziert und unterstützt werden. Die Halterung oder Basis sollte verstellbar sein, um sicherzustellen, dass das Teil senkrecht zum Schweißkopf ist. Die Vorrichtung kann aus mehreren Materialien verarbeitet werden. Edelstahl ist die beste Wahl, weil es einfach zu bearbeiten und zu polieren ist. Spezielle Vorrichtungen können nun direkt über CAD-Daten verarbeitet werden. Größere, komplexe, ungerade oder kleine Chargenteile werden in der Regel durch Gießen von weichem Polyurethan geklemmt.
