Analisi di saldatura di plastica ad ultrasuoni
Principio:
Le vibrazioni meccaniche ad ultrasuoni (frequenza di 10-70 kHz, ampiezza 1-250 μm) vengono applicate alle parti in plastica per produrre il riscaldamento locale sotto pressione (il calore è dovuto all'effetto combinato dell'attrito superficiale e intermolecolare) e la fusione formano una saldatura. Come mostrato, il processo di saldatura ad ultrasuoni è diviso in quattro fasi.
Fase 1: l'avvisatore acustico è in contatto con la parte, esercitando una pressione e iniziando a vibrare. Il calore da attrito dissipa le nervature di guida dell'energia e la soluzione scorre nella superficie di legame. Man mano che la distanza tra le due parti diminuisce, la quantità di saldatura (la distanza tra le due parti dovuta al flusso di fusione) diminuisce. Inizialmente la quantità di spostamento della saldatura aumenta rapidamente e quindi rallenta mentre l'energia che guida la nervatura fusa si diffonde e contatta la superficie della parte inferiore. Nella fase di attrito solido, il calore viene generato dall'energia di attrito tra le due superfici e dall'attrito interno nella parte. Il calore di attrito fa riscaldare il materiale polimerico fino al suo punto di fusione. La quantità di calore dipende dalla frequenza di azione, ampiezza e pressione.
Fase 2: un aumento della velocità di fusione comporta un aumento della quantità di spostamento della saldatura e del contatto tra le superfici delle due parti. In questa fase, si forma uno strato fuso sottile e lo spessore dello strato fuso viene aumentato a causa della generazione continua di calore. Il calore in questa fase è generato dalla dissipazione viscosa.
Fase 3: lo spessore dello strato di soluzione nella saldatura rimane lo stesso e accompagnato da una distribuzione costante della temperatura, si verifica una fusione allo stato stazionario.
Fase 4: dopo un determinato periodo di tempo o dopo aver raggiunto un'energia, un livello di potenza o una distanza specifici, l'alimentazione viene disattivata, la vibrazione ad ultrasuoni viene interrotta e viene avviato il quarto stadio. La pressione viene mantenuta e parte della soluzione extra viene espulsa dall'articolazione. La massima quantità di spostamento viene raggiunta quando la saldatura viene raffreddata e solidificata e si verifica la diffusione intermolecolare.
