Come viene generato il calore della saldatrice a ultrasuoni?
La tecnologia di saldatura a ultrasuoni presenta i vantaggi di economia, affidabilità e facile integrazione dell'automazione ed è una tecnologia comune per la saldatura della plastica.
A differenza delle fonti di calore tradizionali che generano calore a diretto contatto con la plastica, le connessioni in rame ad ultrasuoni generano calore mediante spruzzatura.
1. Ampiezza, frequenza e lunghezza d'onda
Nella saldatura a ultrasuoni, le onde longitudinali si propagano ad alte frequenze, provocando vibrazioni meccaniche di bassa ampiezza. L'energia elettrica della saldatrice viene convertita in energia meccanica per il movimento alternato. Per comprendere la relazione tra ampiezza, frequenza e lunghezza d'onda e come si relazionano alla generazione di calore, dobbiamo identificare i componenti principali di una saldatrice a ultrasuoni.
I componenti principali di una saldatrice ad ultrasuoni sono una fonte di alimentazione, un trasduttore, un modulatore di ampiezza (a volte chiamato convertitore di ampiezza) e una testa di saldatura. Il generatore converte un alimentatore da 50-60Hz con una tensione di 120 V/240 V in un alimentatore da 20-40khz con una tensione di 1300 V. Questa energia viene immessa nel sensore, che converte l'energia elettrica in vibrazioni meccaniche utilizzando una ceramica piezoelettrica a forma di disco che produce uno spostamento di deformazione quando viene attraversata da una corrente ad alta frequenza.
Il trasduttore trasmette la vibrazione al modulatore di ampiezza. Il modulatore di ampiezza amplifica l'ampiezza delle onde ultrasoniche e continua a trasmetterle alla testa di saldatura. La punta di saldatura continua ad amplificare l'ampiezza delle onde ultrasoniche ed entra in contatto con la parte.
L'energia viene trasferita alle posizioni delle barre di saldatura delle due parti dell'assieme. Poiché l'elettrodo è progettato per essere un punto in cui l'energia è concentrata, l'attrito genera calore sotto pressione. Il calore è generato dall'attrito tra le superfici superiore e inferiore del materiale e tra le molecole all'interno del materiale. Il calore dell'attrito scioglie le parti superiore e inferiore e le unisce nel punto di saldatura.
2. Conoscere la velocità di riscaldamento
Per lo stesso materiale, tre fattori determinano la velocità di riscaldamento: frequenza, ampiezza e pressione di saldatura. Per i dispositivi esistenti come 15Khz, 20Khz, 30khz o 40Khz, la frequenza è fissa. Pertanto, la velocità di riscaldamento può essere solitamente modificata dalla pressione di saldatura. In generale, maggiore è la pressione, maggiore è la velocità di riscaldamento. Inoltre, puoi modificare l'ampiezza, proprio come la pressione, maggiore è l'ampiezza, più veloce è il riscaldamento.
Naturalmente, la pressione e l'ampiezza eccessive possono anche influire negativamente sulla qualità della saldatura, come il degrado del materiale, le perdite, le crepe e le fuoriuscite. Pertanto, la saldatura ad ultrasuoni richiede un processo di ottimizzazione dei parametri di processo. Dopo aver determinato i parametri del processo di saldatura, il processo di saldatura può raggiungere un'uscita stabile di alta velocità e alta resistenza. Questo è il motivo per cui la saldatura a ultrasuoni è ampiamente utilizzata nella produzione di massa.
3. Tempo, distanza, potenza ed energia
Il calore richiesto per la saldatura dipende dal tipo di materiale, dal design della saldatura e dalle specifiche dell'attrezzatura. Il metodo tradizionale di controllo termico è la saldatura in base alla modalità temporale, ovvero la saldatura per un certo tempo, ad esempio 0.2-1 s (generalmente inferiore a 1 s). Tuttavia, le odierne apparecchiature per la saldatura a ultrasuoni spesso consentono anche l'impostazione e il monitoraggio della distanza di saldatura, della potenza e dell'energia. Operatori opportunamente addestrati possono anche regolare i parametri per ottenere risultati di saldatura coerenti in base alle condizioni effettive e ai diversi materiali. Ciò migliora notevolmente anche la flessibilità e l'affidabilità della saldatura.
