Fattori che influenzano il successo della saldatura a ultrasuoni

Il principio di base della saldatura a ultrasuoni è convertire l'energia elettrica ad alta frequenza in energia meccanica di vibrazione ad alta frequenza. Questa vibrazione alternativa viene trasmessa al materiale termoplastico o al metallo e l'attrito e il calore vengono generati all'interfaccia di plastica e plastica, plastica e metallo o metallo e metallo. Nella saldatura a ultrasuoni, l'attrito genera calore per fondere insieme due superfici di materiale. Nella rivettatura ad ultrasuoni, la testa di saldatura controlla il flusso di plastica fusa, parti di formatura e pressatura. Nel montaggio a ultrasuoni del dado, la testa di saldatura guida il dado di metallo nella plastica. Il sistema di saldatura a ultrasuoni ha una varietà di opzioni di configurazione, comprese diverse frequenze (15Khz-50Khz), diverse potenze (600W-4800W) e varie forme, come saldatrici pneumatiche a ultrasuoni, servo saldatrici a ultrasuoni, saldatrici portatili, non saldatrici standard, saldatrice ad ultrasuoni in metallo e così via.

Ci sono anche molti fattori che influenzano il successo della saldatura a ultrasuoni: stampo (inclusa la testa di saldatura superiore e lo stampo inferiore inferiore), la frequenza, il materiale, il design della saldatura, i parametri di saldatura e lo stampaggio a iniezione delle parti.

1. Frequenza del sistema di saldatura La frequenza del tipico sistema di saldatura a ultrasuoni è 15 Khz, 20 Khz, 30 Khz, 35 Khz e 40 Khz. È necessario selezionare una frequenza di saldatura adeguata in base ai requisiti di dimensione del prodotto, tipi di componenti interni, resistenza e aspetto. In generale, puoi fare riferimento ai seguenti principi:

Per la saldatura a conchiglia di prodotti elettronici piccoli e precisi (comprese schede PCB e componenti microelettronici), utilizzare una saldatrice da 40 Khz ad alta frequenza per la saldatura. La saldatrice 40Khz ha un'ampiezza minore e una pressione di saldatura minima, che può evitare danni ai componenti elettronici interni del prodotto.

Per prodotti che sono piccoli e richiedono l'aspetto di una superficie di classe A. È saldato da una saldatrice da 40 Khz, che può migliorare l'aspetto a causa della piccola ampiezza e pressione.

Per la saldatura di parti di medie e grandi dimensioni, utilizzare una saldatrice a bassa frequenza da 15Khz o 20Khz.

Per materiali più morbidi come PP e prodotti a parete sottile con scarsa rigidità, per la saldatura viene utilizzata una saldatrice da 15 Khz con bassa frequenza e ampia ampiezza.

Per la saldatura in campo lontano, cioè, la testa di saldatura è lontana dal cordone di saldatura, ad esempio, quando è maggiore di 12 mm, per la saldatura viene utilizzata una saldatrice da 15 Khz con bassa frequenza e ampia ampiezza.

La saldatrice 20Khz è adatta per la saldatura della maggior parte dei prodotti di piccole e medie dimensioni, ed è anche la frequenza ultrasonica più utilizzata attualmente.

2. Materiale La saldatura a ultrasuoni di materie plastiche è adatta solo per la saldatura di materiali termoplastici. Perché possono sciogliersi in uno specifico intervallo di temperatura. La plastica termoindurente si degrada se riscaldata e non può essere saldata con gli ultrasuoni.

La saldabilità dei termoplastici dipende dalla rigidità del materiale o modulo elastico, densità, coefficiente di attrito, conducibilità termica, capacità termica specifica, temperatura di transizione vetrosa Tg o temperatura di fusione Tm.

In generale, le plastiche rigide mostrano eccellenti prestazioni di saldatura in campo lontano perché sono più facili da trasmettere l'energia delle vibrazioni. Tuttavia, le plastiche morbide a basso modulo elastico sono più difficili da saldare perché attenuano le vibrazioni ultrasoniche. L'opposto è vero per la rivettatura ad ultrasuoni o la saldatura a punti. Più morbida è la plastica, più facile è la rivettatura o la saldatura a punti.

In generale, la plastica può essere suddivisa in due tipi: non cristallina (amorfa) e cristallina. L'energia ultrasonica viene facilmente trasmessa nei materiali amorfi, quindi le plastiche amorfe sono facili da saldare a ultrasuoni. L'energia ultrasonica non viene trasmessa facilmente nei materiali cristallini, quindi quando si saldano materie plastiche cristalline sono necessarie ampiezza ed energia maggiori e la saldatura deve essere progettata con cura.

I fattori che possono influenzare ulteriormente la saldabilità includono il contenuto di umidità, agenti di rilascio dello stampo, lubrificanti, plastificanti, esaltatori di carica, pigmenti, ritardanti di fiamma e altri additivi, nonché il grado effettivo di resina. Inoltre, va notato che il grado di compatibilità tra materiali diversi è diverso. Alcuni materiali hanno un certo grado di compatibilità tra gradi specifici, mentre altri sono incompatibili.

Infine, considerare se la saldatura è in campo vicino o in campo lontano. Quando la distanza dalla posizione in cui la testa di saldatura tocca la parte alla costola di saldatura è inferiore a 6 mm, si parla di saldatura a campo vicino. Più grande di 6 mm' si chiama saldatura a campo lontano. Maggiore è la distanza, maggiore è l'attenuazione delle vibrazioni e più difficile è saldare.

3. Progettazione del giunto di saldatura Il fattore più critico e importante che influenza la saldatura a ultrasuoni è il design del giunto. Quando le parti sono in fase di progettazione, gli ingegneri dovrebbero considerare e valutare attentamente. I giunti saldati hanno una varietà di design, ciascuno con le proprie caratteristiche e vantaggi. La scelta del design dipende dal tipo di plastica, dalla geometria del pezzo, dai requisiti di saldatura, dalle capacità di stampaggio a iniezione e dai requisiti di aspetto.

Tipico design del giunto: design triangolare della nervatura di guida dell'energia. Questo è il design più comunemente usato nella saldatura a ultrasuoni e il design più semplice da iniettare. È caratterizzato da un piccolo triangolo rialzato sull'aereo e la parte superiore del triangolo è di 90 o 60 gradi. Poiché il suo design a punta affilata è facile da guidare e concentrare l'energia di vibrazione, si chiama nervature di guida dell'energia.

Il design della cucitura a gradini è facile per lo stampaggio a iniezione, le parti superiore e inferiore possono essere auto-posizionate, la forza di saldatura è elevata e il materiale fuso scorre nello spazio verticale.

Il design della cucitura scanalata, le parti superiore e inferiore possono essere posizionate autonomamente, con elevata resistenza, buone caratteristiche di tenuta e senza scossalina all'interno e all'esterno. Lo svantaggio è che è richiesto un certo spessore di parete.

Il design del cordone di taglio viene generalmente utilizzato per la saldatura di prodotti di dimensioni più piccole che richiedono una sigillatura ad alta resistenza ed è particolarmente adatto per la saldatura di materie plastiche cristalline.

I giunti a sciarpa, che vengono solitamente utilizzati su parti con forme rotonde o ellittiche, forniscono un'elevata resistenza e un'elevata tenuta e sono particolarmente adatti per la saldatura di materie plastiche cristalline.

Per determinare quale design di saldatura è adatto al proprio prodotto, consultare l'ingegnere o il venditore del produttore degli ultrasuoni.

4. Utensili e testa di saldatura In generale, i clienti sceglieranno utensili e teste di saldatura della stessa marca della saldatrice. Si può, infatti, scegliere liberamente l'attrezzatura e la testa di saldatura fornite da altre marche, purché la frequenza della testa di saldatura sia la stessa dell'attrezzatura.

Il materiale della testa di saldatura può scegliere lega di alluminio, lega di titanio e acciaio legato duro. I materiali per utensili possono scegliere lega di alluminio, acciaio inossidabile e stampo in resina. Come scegliere un materiale generalmente deve considerare il tipo di plastica, il contenuto di fibra di vetro del materiale, la struttura e le dimensioni del giunto, la forza di saldatura e la durata. Ad esempio, per prolungare la durata, la testa di saldatura in acciaio al carburo è una scelta adatta.