Composició estructural de la màquina de soldar plàstic per ultrasons
Els equips de soldadura per ultrasons es compon de premsa, generador, transductor, trompa, cap de soldadura i eines de suport de peces.
1 generador d'ultrasons
La funció del generador d'ultrasons és convertir la tensió de freqüència de potència (50 Hz o 60 Hz) en la tensió de freqüència d'ultrasons. El microprocessador controla el cicle de soldadura i retorna la informació de soldadura clau a l’usuari a través de la interfície d’usuari. La interfície d'usuari també permet a l'operador introduir els paràmetres de soldadura necessaris.
Soldador de plàstic per ultrasons
2 Pila de soldadura / sistema d'energia acústica La pila de soldadura proporciona vibracions mecàniques d'ultrasons, que generalment es compon de tres parts: transductor, trompa i capçal de soldadura, i es fixa a la premsa de soldadura al centre de la trompa. El kit de soldadura és un ressonador una mica similar a un diapasó. La freqüència de ressonància del kit de soldadura ha de coincidir molt amb la freqüència del senyal elèctric del generador (amb una diferència inferior a 30 Hz).
2.1 Transductor
L’efecte piezoelèctric invers converteix el voltatge de freqüència ultrasònica del generador en vibració mecànica ultrasònica de la mateixa freqüència. Consisteix en diverses làmines de ceràmica piezoelèctrica intercalades entre dos blocs metàl·lics (normalment de titani). Entre les làmines hi ha una fina placa metàl·lica per formar elèctrodes. Quan el senyal elèctric sinusoidal és subministrat al transductor a través de l’elèctrode, la làmina piezoelèctrica s’expandeix i es contrau, produint un moviment axial de pic a pic de 15-20 μm. El transductor és un dispositiu de precisió i s’ha de manipular amb cura.
2.2 Banya
La trompa té dues funcions. La seva funció principal és amplificar la vibració mecànica generada al final del transductor i transmetre la vibració al capçal de soldadura. Una altra funció és proporcionar una posició per al kit de fixació a la premsa de soldadura. Quan s'aplica energia ultrasònica al transductor, la trompa també s'expandeix i es contrau. Igual que les altres parts del kit de soldadura, la trompa és un dispositiu d’ajust, de manera que també ha de ressonar a una freqüència específica per tal de transferir l’energia ultrasònica del transductor al cap de soldadura. Per poder funcionar eficaçment, la trompa ha de tenir una longitud de ona mitjana o un múltiple sencer de la mitjana de la longitud d'ona de l'ona ultrasònica del material de fabricació. Generalment mitja longitud d’ona.
2.3 Cap de soldadura
El cap de soldadura és la part del kit de soldadura que proporciona energia a les peces a soldar. Igual que la trompa, el cap de soldadura també és un dispositiu d’ajust i també es proporciona amplificació mecànica en la majoria d’aplicacions. La longitud del cap de soldadura ha de ser la mitja longitud d'ona o la meitat de l'ona d'ultrasons del material de fabricació.
Un múltiple enter de. Això garanteix que l'extrem del cap de soldadura tingui l'amplitud suficient per aconseguir la soldadura. L’amplitud és generalment de 30 a 120 μm. El disseny de les peces a soldar i de la junta determina la mida i l’estil del cap de soldadura. La forma del cap de soldadura és molt important, perquè l'estrès causat per l'expansió i la contracció axial del cap de soldadura pot causar esquerdes a gran amplitud. En algunes aplicacions, el capçal de soldadura es mecanitza amb múltiples ranures axials. Es tracta d’assegurar que l’amplitud màxima estigui en la direcció longitudinal. L’extrem del capçal de soldadura transmet energia ultrasònica a les peces a soldar. Els extrems han d'estar especialment dissenyats perquè coincideixin amb les peces per garantir la màxima transferència d'energia entre el cap de soldadura i les peces. Normalment, l'extrem del cap de soldadura es converteix en un perfil que coincideix amb el contorn de la peça.
Per evitar la sagnia i reduir el desgast, l’alumini s’ha de recobrir amb níquel o crom. Quan es requereix resistència a l’impacte o resistència al desgast, i quan es solden plàstics plens o insercions metàl·liques incrustades, calen caps de soldadura d’acer. El capçal de soldadura d’acer té una resistència a la fatiga baixa i només s’utilitza en ocasions de baixa amplitud. Les peces complexes, de forma especial o de grans dimensions, solen requerir caps de soldadura compostos (caps de soldadura nen-femella). En aquest moment, el capçal de soldadura base està fet d'alumini, titani o acer. Els capçals de soldadura secundaris estan connectats al capçal de soldadura base i guien l'energia.
3 Premeu
La premsa s’utilitza per fixar el kit de soldadura i aplicar la força necessària per soldar. Consisteix en una base per fixar l’aparell i un cilindre d’aire per aplicar força. La premsa està equipada amb un manòmetre i una vàlvula reguladora per ajustar la força de soldadura. Cal tenir en compte que la pressió de manòmetre específica establerta en un equip de soldadura per ultrasons no és necessàriament la mateixa que la força de soldadura que proporciona un altre soldador amb la mateixa pressió de manòmetre. La força de soldadura s’ha de calibrar amb un manòmetre per comparar directament la força de soldadura entre diferents soldadores. També hi ha una vàlvula de control de cabal a la premsa per ajustar la velocitat del cap de soldadura que s’acosta a la peça a soldar. Alguns equips de soldadura utilitzen un sistema de pressurització de força electromagnètica per substituir el cilindre tradicional, que pot controlar millor la velocitat d'aproximació, cosa que és beneficiosa quan es solden peces petites o de precisió.
4 Suport d'eines
La base de premsa fixa les eines que suporten les peces durant el procés de soldadura. L'eina de suport està especialment dissenyada per evitar que la part inferior es mogui quan s'aplica l'ultrasò. Normalment es processa en una forma que coincideix amb el contorn superficial de la peça. Els accessoris van des de simples a complexos, en funció del disseny de la peça. Les parts inferiors han d’estar ben col·locades i recolzades. El dispositiu o la base han de ser ajustables per garantir que la peça sigui perpendicular al cap de soldadura. L’aparell es pot processar a partir de diversos materials. L’acer inoxidable és la millor opció perquè és fàcil de mecanitzar i polir. Ara els accessoris especials es poden processar directament mitjançant dades CAD. Les peces més grans, complexes, de formes estranyes o petites, es solen fixar mitjançant la colada de poliuretà tou.
