Komposisi struktur mesin kimpalan plastik ultrasonik
Peralatan kimpalan ultrasonik terdiri daripada alat tekan, penjana, transduser, tanduk, kepala kimpalan dan alat sokongan bahagian.
1 Penjana ultrasonik
Fungsi penjana ultrasonik adalah menukar voltan frekuensi kuasa (50 Hz atau 60 Hz) menjadi voltan frekuensi ultrasonik. Mikroprosesor mengawal kitaran kimpalan dan mengembalikan maklumat pengelasan utama kepada pengguna melalui antara muka pengguna. Antara muka pengguna juga membolehkan operator memasukkan parameter pengelasan yang diperlukan.
Pengimpal Plastik Ultrasonik
2 Kimpalan pengelasan / Sistem tenaga akustik Tumpukan kimpalan memberikan getaran mekanikal ultrasonik, yang umumnya terdiri daripada tiga bahagian: transduser, tanduk dan kepala kimpalan, dan terpaku pada mesin las di tengah tanduk. Kit kimpalan adalah resonator yang agak serupa dengan garpu penalaan. Kekerapan resonan kit kimpalan mesti sepadan dengan frekuensi isyarat elektrik dari penjana (dengan perbezaan kurang dari 30 Hz).
2.1 Transduser
Kesan piezoelektrik terbalik menukar voltan frekuensi ultrasonik dari penjana menjadi getaran mekanikal ultrasonik dengan frekuensi yang sama. Ia terdiri daripada beberapa kepingan seramik piezoelektrik yang diapit di antara dua blok logam (biasanya titanium). Terdapat plat logam nipis di antara kepingan untuk membentuk elektrod. Apabila isyarat elektrik sinusoidal dibekalkan ke transduser melalui elektrod, lembaran piezoelektrik mengembang dan berkontrak, menghasilkan gerakan puncak ke puncak paksi 15-20 μm. Transduser adalah alat ketepatan dan harus dikendalikan dengan berhati-hati.
2.2 Tanduk
Tanduk mempunyai dua fungsi. Fungsi utamanya adalah untuk menguatkan getaran mekanikal yang dihasilkan pada akhir transduser dan menghantar getaran ke kepala kimpalan. Fungsi lain adalah menyediakan kedudukan untuk pemasangan kit pada mesin las. Apabila tenaga ultrasonik digunakan pada transduser, tanduk juga mengembang dan berkontrak. Seperti bahagian lain dalam kit kimpalan, tanduk adalah alat penala, jadi ia juga mesti bergema pada frekuensi tertentu untuk memindahkan tenaga ultrasonik dari transduser ke kepala kimpalan. Untuk berfungsi dengan berkesan, tanduk mestilah panjang setengah gelombang atau bilangan bulat bilangan bulat setengah gelombang gelombang ultrasonik dalam bahan pembuatannya. Secara amnya separuh panjang gelombang.
2.3 Mengimpal kepala
Kepala kimpalan adalah bahagian kit kimpalan yang memberikan tenaga kepada bahagian-bahagian yang akan dikimpal. Seperti tanduk, kepala kimpalan juga merupakan alat penalaan, dan penguatan mekanik juga disediakan dalam kebanyakan aplikasi. Panjang kepala kimpalan mestilah panjang gelombang separuh atau panjang gelombang gelombang ultrasonik dalam bahan pembuatannya
Ganda bilangan bulat daripada. Ini memastikan bahawa hujung kepala kimpalan mempunyai amplitud yang mencukupi untuk mencapai kimpalan. Amplitudinya umumnya 30 ~ 120 μm. Reka bentuk bahagian yang akan dikimpal dan sendi menentukan ukuran dan gaya kepala kimpalan. Bentuk kepala kimpalan sangat penting, kerana tekanan yang disebabkan oleh pengembangan paksi dan pengecutan kepala kimpalan dapat menyebabkan keretakan pada amplitud tinggi. Dalam beberapa aplikasi, kepala kimpalan dimesin dengan beberapa slot paksi. Ini untuk memastikan bahawa amplitud maksimum berada pada arah membujur. Hujung kepala kimpalan menghantar tenaga ultrasonik ke bahagian yang akan dikimpal. Hujungnya harus dirancang khas untuk mencocokkan bahagian untuk memastikan pemindahan tenaga maksimum antara kepala kimpalan dan bahagiannya. Biasanya hujung kepala kimpalan dibuat menjadi profil yang sesuai dengan kontur bahagian.
Untuk mengelakkan lekukan dan mengurangkan keausan, aluminium mesti dilapisi dengan nikel atau kromium. Apabila rintangan hentakan atau ketahanan haus diperlukan, dan ketika kimpalan berisi plastik atau sisipan logam tertanam, kepala kimpalan keluli diperlukan. Kepala kimpalan keluli mempunyai kekuatan keletihan yang rendah dan hanya digunakan dalam keadaan amplitud rendah. Bahagian yang kompleks, bahagian yang berbentuk khas atau bersaiz besar biasanya memerlukan kepala kimpalan komposit (kepala kimpalan anak-wanita). Pada masa ini, kepala kimpalan asas diperbuat daripada aluminium, titanium atau kepala kimpalan sekunder keluli disambungkan ke kepala kimpalan asas dan tenaga panduan.
3 Tekan
Mesin penekan digunakan untuk memperbaiki kit kimpalan dan menggunakan daya yang diperlukan untuk kimpalan. Ini terdiri dari pangkalan untuk memasang lekapan dan silinder udara untuk menerapkan kekuatan. Mesin cetak dilengkapi dengan tolok tekanan dan injap pengatur untuk menyesuaikan daya kimpalan. Perlu diperhatikan bahawa tekanan tolok khusus yang ditetapkan pada peralatan kimpalan ultrasonik tidak semestinya sama dengan kekuatan kimpalan yang disediakan oleh tukang las lain dengan tekanan tolok yang sama. Daya kimpalan harus dikalibrasi dengan tolok tekanan untuk membandingkan secara langsung daya kimpalan antara pengimpal yang berbeza. Terdapat juga injap kawalan aliran pada tekan untuk mengatur kelajuan kepala kimpalan yang menghampiri bahagian yang akan dikimpal. Sebilangan peralatan kimpalan menggunakan sistem tekanan tekanan elektromagnetik untuk menggantikan silinder tradisional, yang dapat mengawal kelajuan pendekatan dengan lebih baik, yang bermanfaat ketika mengimpal bahagian kecil atau ketepatan.
4 Alat sokongan
Pangkalan tekan memperbaiki perkakas yang menyokong bahagian-bahagian semasa proses pengelasan. Alat sokongan direka khas untuk mengelakkan bahagian bawah bergerak ketika ultrasonik digunakan. Biasanya diproses menjadi bentuk yang sangat sesuai dengan kontur permukaan bahagian. Lekapan dari sederhana hingga kompleks, bergantung pada reka bentuk bahagian. Bahagian bawah mesti diletakkan dengan kuat dan disokong. Lekapan atau alas harus disesuaikan untuk memastikan bahagiannya tegak lurus dengan kepala kimpalan. Lekapan boleh diproses dari beberapa bahan. Keluli tahan karat adalah pilihan terbaik kerana senang di mesin dan digilap. Lekapan khas kini boleh diproses secara langsung melalui data CAD. Bahagian kumpulan yang lebih besar, kompleks, berbentuk ganjil atau kecil biasanya dijepit dengan membuang poliuretana lembut.
