Sudarea cu ultrasunete a plasticului se referă la utilizarea echipamentelor cu ultrasunete pentru a converti energia electrică de joasă frecvență în energie electrică de înaltă frecvență de 20-40 kHz. , structura mașinii obișnuite de sudură cu ultrasunete este prezentată în Figura 1. Energia de vibrație este transmisă de la capul de sudare la piesa de prelucrat din plastic, iar frecarea dintre piesele de prelucrat generează o cantitate mare de căldură pentru a topi suprafața de sudare a piesei de prelucrat, astfel sudarea într-un întreg. Rezistența îmbinării este apropiată de cea a unei singure piese de material conectat, iar performanța de etanșare este bună. În ultimii ani, odată cu aplicarea pe scară largă a materialelor plastice și a materialelor compozite, sudarea cu ultrasunete din plastic a fost utilizată pe scară largă datorită vitezei sale rapide de sudare, calității bune a sudurii, automatizării ușoare și adecvării pentru producția de masă. Cu toate acestea, atunci când se folosește o mașină de sudură cu ultrasunete pentru operațiunile de sudare a plasticului, chiar dacă toate pregătirile sunt suficiente, efectul de sudare este inconsecvent, sudură insuficientă, sudare excesivă și alte fenomene de sudare proastă apar adesea.
Influența materialelor plastice asupra sudării cu ultrasunete
Sudarea cu ultrasunete nu poate suda toate materialele plastice, care este cea mai mare limitare a sudării cu ultrasunete. Materialele plastice pot fi împărțite în două categorii: termoplastice și termorigide. Moleculele termoplastice au o structură liniară sau ramificată și pot fi transformate într-o parte din plastic cu o anumită formă după încălzire, înmuiere și topire și pot menține forma după răcire. Acest proces poate fi repetat și reversibil. Materialele termoplastice utilizate în mod obișnuit sunt polietilena, polipropilena, poliamidă (nailon) și terpolimerul (ABS) acrilonitril (A)-butadienă (B)-stiren (S). Materialele plastice termorigide, pe de altă parte, suferă o reacție de reticulare atunci când sunt încălzite, iar lanțurile principale ale moleculelor sunt legate chimic, devenind în cele din urmă o substanță care nici nu se topește, nici nu se topește. Din caracteristicile celor doi, sudarea cu ultrasunete este potrivită doar pentru sudarea între termoplastice, nu și pentru materiale plastice termorigide. În plus, materialele de umplutură (carbonat de calciu, fibră de sticlă, hidroxid de aluminiu etc.) și aditivii (ignifuge, plastifianți, lubrifianți etc.) din materiile prime plastice au un impact mare asupra sudării cu ultrasunete.
1. Influența parametrilor procesului mașinii de sudură cu ultrasunete asupra calității sudurii
Pentru mașinile de sudură cu ultrasunete, energia de sudare este produsul puterii și timpului, iar puterea de sudare este produsul presiunii, vitezei de cădere, frecvenței și amplitudinii. Se poate observa din principiul de lucru al undelor ultrasonice că puterea reală a undelor ultrasonice nu este mare, timpul de lucru este scurt și căldura generată este limitată, deci este în general potrivită numai pentru materiale cu puncte de topire scăzute (sub 400). °C). În funcție de caracteristicile materialelor plastice selectate, parametrii de proces ai mașinii de sudură cu ultrasunete pot fi ajustați eficient pentru a obține efectul ideal de sudare.
2. Influența sudurii cu ultrasunete asupra calității sudurii
În timpul sudării cu ultrasunete, energia ultrasonică explodează instantaneu și nu este nevoie de vibrația și căldura totală a sudurii în timpul funcționării. Deși frecarea de contact a suprafeței a două părți sudate poate genera energie termică prin frecare rapidă, cu cât aria de contact este mai mare, cu atât dispersia de energie este mai gravă și, în cele din urmă, structura moleculară a materialului frontal nu poate fi distrusă și topită, deci este doar necesar pentru a genera selectiv căldură la piesa sudată. În timpul sudării cu ultrasunete, unda ultrasonică este transmisă în material plastic la suprafața îmbinării cu unghiul conducător de energie, unde generează căldură și suduri. Prin urmare, proiectarea structurii suprafeței de sudură a mașinii de sudură cu ultrasunete afectează dificultatea sudării, aspectul locului de sudare, rezistența sudurii și performanța impermeabilă și rezistentă la umiditate după sudare.
Tehnologia de sudare cu ultrasunete din plastic are multe avantaje și este utilizată pe scară largă în toate domeniile vieții din țara mea și devine din ce în ce mai matură. Cu toate acestea, există mulți parametri care trebuie controlați în procesul de sudare, cum ar fi setarea parametrilor de proces ai mașinii de sudură, selecția materialelor de sudură și proiectarea structurii, toate acestea având un impact important asupra efectul de sudare, iar aceste efecte nu sunt liniare. În producția zilnică, este necesar să se măsoare efectul de sudare al diferiților parametri prin analize riguroase de testare, astfel încât să se obțină soluția optimă și, în același timp, să se îmbunătățească adaptabilitatea materialelor, să se exploreze influența diferiților parametri ai procesului asupra calității sudurii, și aplicați sudarea cu ultrasunete în câmp mai larg.