Ultrasonik Kaynak Makinesinin Isısı Nasıl Oluşur?

Ultrasonik kaynak teknolojisi, ekonomi, güvenilirlik ve kolay otomasyon entegrasyonu gibi avantajlara sahiptir ve plastik kaynak için yaygın bir teknolojidir.

Plastikle doğrudan temas halinde ısı üreten geleneksel ısı kaynaklarının aksine, ultrasonik bakır bağlantılar püskürtme yoluyla ısı üretir.

1. Genlik, frekans ve dalga boyu

Ultrasonik kaynakta, boyuna dalgalar yüksek frekanslarda yayılır ve düşük genlikli mekanik titreşimlere neden olur. Kaynak makinesinin elektrik enerjisi ileri geri hareket için mekanik enerjiye dönüştürülür. Genlik, frekans ve dalga boyu arasındaki ilişkiyi ve bunların ısı üretimi ile nasıl ilişkili olduğunu anlamak için bir ultrasonik kaynak makinesinin ana bileşenlerini belirlememiz gerekir.

Bir ultrasonik kaynak makinesinin ana bileşenleri bir güç kaynağı, bir dönüştürücü, bir genlik modülatörü (bazen bir genlik dönüştürücü olarak adlandırılır) ve bir kaynak kafasıdır. Jeneratör, 120V/240V voltajlı 50-60Hz güç kaynağını 1300V voltajlı 20-40khz güç kaynağına dönüştürür. Bu enerji, içinden yüksek frekanslı bir akım geçtiğinde gerinim yer değiştirmesi üreten disk şeklindeki bir piezoelektrik seramik kullanarak elektrik enerjisini mekanik titreşimlere dönüştüren sensöre beslenir.

Dönüştürücü, titreşimi genlik modülatörüne iletir. Genlik modülatörü, ultrasonik dalgaların genliğini yükseltir ve kaynak kafasına iletmeye devam eder. Lehim ucu, ultrasonik dalgaların genliğini yükseltmeye devam eder ve parça ile temas eder.

Enerji, düzeneğin iki parçasının kaynak çubuğu konumlarına aktarılır. Elektrot, enerjinin yoğunlaştığı bir nokta olarak tasarlandığından, sürtünme basınç altında ısı üretir. Isı, malzemenin üst ve alt yüzeyleri arasındaki ve malzeme içindeki moleküller arasındaki sürtünme ile üretilir. Sürtünme ısısı üst ve alt parçaları eritir ve kaynak yerinde birleştirir.

2. Isıtma oranını bilin

Aynı malzeme için ısıtma hızını üç faktör belirler: frekans, genlik ve kaynak basıncı. 15Khz, 20Khz, 30khz veya 40Khz gibi mevcut cihazlar için frekans sabittir. Bu nedenle, ısıtma hızı genellikle kaynak basıncı ile değiştirilebilir. Genel olarak, basınç ne kadar yüksek olursa, ısıtma hızı o kadar hızlı olur. Ayrıca genliği değiştirebilirsiniz, tıpkı basınç gibi, genlik ne kadar yüksek olursa ısıtma o kadar hızlı olur.

Elbette aşırı basınç ve genlik, malzeme bozulması, sızıntılar, çatlaklar ve dökülmeler gibi kaynak kalitesini de olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle, ultrasonik kaynak, bir işlem parametresi optimizasyonu süreci gerektirir. Kaynak işlemi parametreleri belirlendikten sonra, kaynak işlemi yüksek hız ve yüksek mukavemette kararlı çıkış sağlayabilir. Bu nedenle seri üretimde ultrasonik kaynak yaygın olarak kullanılmaktadır.

3. Zaman, mesafe, güç ve enerji

Kaynak için gereken ısı, malzeme tipine, kaynak tasarımına ve ekipman özelliklerine bağlıdır. Geleneksel termal kontrol yöntemi, zaman moduna göre kaynak yapmaktır, yani 0.2-1s (genellikle 1s'den az) gibi belirli bir süre için kaynak yapmaktır. Bununla birlikte, günümüzün ultrasonik kaynak ekipmanı genellikle kaynak mesafesinin, gücünün ve enerjisinin ayarlanmasına ve izlenmesine de izin verir. Uygun şekilde eğitilmiş operatörler, gerçek koşullara ve farklı malzemelere dayalı tutarlı kaynak sonuçları için parametreleri de ayarlayabilir. Bu ayrıca kaynağın esnekliğini ve güvenilirliğini büyük ölçüde artırır.