- اکتبر 22, 2024
- زمان مطالعه: 15 دقیقه
آنچه در این مقاله میخوانید
جوش فراصوتی و طراحی خط جوش (هدایتگر انرژی)
جوشکاری اولتراسونیک برای اتصال مواد پلیمر ترموپلاستیک مناسب است. در جوشکاری فراصوتی پلاستیکها از امواج التراسونیکی با فرکانس 15 تا 70 کیلوهرتز با محدوده دامنه 5 تا 50 میکرومتر استفاده میشود. نوسانات توسط هورن (سونوترود) به محل اتصال دو قطعه اعمال میشود. این ارتعاشات منجر به ایجاد حرارت در محل اتصال شده و در نتیجه گرمای ایجاد شده، موقعیت اتصال ذوب میگردد. برای اینکه مواد ذوب شده در موقعیت مناسب شکل بگیرند، نیاز است که یک نیروی استاتیکی بر قطعات وارد شود تا پس از ذوب، قطعات به یکدیگر فشرده شده و پیوند پلیمری بین مواد شکل بگیرد.
بر حسب نوع هندسه و جنس مواد و به منظور کاهش زمان جوشکاری و بهینهسازی فرآیند، باید موقعیت اتصال بر حسب فرآیند جوش التراسونیک طراحی گردد. یکی از این موارد افزایش شدت انرژی در موقعیت اتصال است. افزایش شدت انرژی از طریق اضافه کردن هدایتگر انرژی بدست میآید. متخصصان شرکت دانش بنیان فراصوت تجهیز ایرانیان، برحسب مشخصههای ذکر شده، هندسه مناسب برای موقعیت جوش ارائه میدهند. هدایتگر انرژی از طریق اصلاح هندسه ابزار (هورن و فیکسچر) یا خود قطعه پلاستیک (طراحی خط جوش) حاصل میشود. نقاط یا لبههای تیز یا برآمده میتوانند انرژی را متمرکز کنند. به همین دلیل است که آنها به عنوان هدایتگر انرژی شناخته میشوند.
مزایای جوشکاری اولتراسونیک پلاستیک ها
فرآیند جوشکاری اولتراسونیک مزایای زیادی دارد. مهمترین آنها عبارتند از:
صرفه جویی در زمان
پلاستیک ها در کسری از ثانیه و یا حداکثر چند ثانیه جوش داده می شوند. در جوشکاری اولتراسونیک نیازی به زمان راه اندازی و انتظار برای گرم شدن و خنک شدن ابزار نیست (در مقایسه با اتصال دهی حرارتی المنتی).
کیفیت ثابت
فناوری کنترل دقیق پارامترهای ورودی در جوش فراصوتی، نتایج دقیق و تکرارپذیر را تضمین میکند.
صرفه جویی در هزینه و سازگار با محیط زیست
هیچ ابزار یا وسایل کمکی دیگری مانند چسب یا پیچ مورد نیاز نیست و انرژی کمتری مصرف میشود.
گارانتی و پشتیبانی فنی
با خرید از شرکت فراصوت تجهیز ایرانیان از خدمات یک ساله گارانتی محصولات این شرکت بهرهمند میشوید. همچنین متخصصین حوزه مهندسی التراسونیک همواره پشتیبان شما هستند.
طراحی خط جوش (هدایتگر انرژی) اتصال در جوشکاری فراصوتی
برای جوشکاری فراصوتی قطعات با شکل و ابعاد مختلف و ایجاد یک اتصال محکم و آب بند (در مواردی) نیاز به طراحی اتصال مناسب است. لازم به ذکر است با طراحی مناسب هدایتگر میتوان زمان و یا انرژی جوش را کاهش داد. حتی با طراحی درست خط جوش و یا هدایتگر انرژی در برخی موارد میتوان دستگاه جوش پلاستیک متداول 20 کیلوهرتز را جایگزین دستگاه جوش پلاستیک التراسونیک 15 کیلوهرتز نمود. در ادامه به انواع طراحی اتصال (هدایتگر انرژی) و شرایط مناسب برای انواع اتصال اشاره شده است.
1- اتصال پلهای
بر روی قطعه زیرین متصل به قالب، یک پله ایجاد نموده و هدایتگر انرژی بر روی آن ایجاد میشود. امواج اولتراسونیک منجر به ذوب هدایتگر انرژی شده و با ایجاد یک فشار اضافی، یک پیوند محکم و قوی و با ظاهری زیبا و بیعیب و نقص بین اجزای قطعه ایجاد می شود. این طراحی باعث هم مرکز شدن دو قطعه نیز میشود.
2- اتصال زبانه و شیار
در این طراحی اتصال، جزء پایین دارای یک شکاف (شیار) است. قطعه بالایی دارای یک برآمدگی به نام “زبانه” است که کاملاً در شیار قرار میگیرد. هدایتگر انرژی زبانه، انرژی را متمرکز و ذوب اتفاق می افتد و با یک فشار اضافی، اجزا به هم متصل می شوند. در این طراحی ضروری است که دیوارهای که در آن شیار ایجاد شده است دارای ضخامت بیشتری باشد.
• استحکام بالا
• اتصال دقیق
3- اتصال له شده
فرایند ذوب از هدایتگر انرژی شروع می شود. سپس قطعه بالا به سمت دیواره عمودی قطعه پلاستیک پایین با یک فشار کنترل شده هل داده می شود. گرمایی که ایجاد می شود همان چیزی است که دو ماده را به هم متصل می کند.
• اتصال عالی پلاستیک های نیم کریستالی
• سفت و محکم
4- پرچ
پلاستیک ها را میتوان با فلزات یا مواد غیرقابل جوشکاری از طریق پانج فراصوتی متصل کرد. پین های پانچ تعبیه شده روی قطعه پلاستیک تغییر شکل می دهند و دو قطعه را به یکدیگر متصل می کنند.
• اتصال انواع مختلف مواد
• بدون نیاز به مواد مصرفی
• سریع و تمیز
5- اتصال V شکل دوبل
قطعه پایینی دارای یک شیار V شکل است که در آن دیوارها به یک نقطه همگرا می شوند. بدین صورت قطعه بالایی در مرکز قرار میگیرد. ارتعاشات اولتراسونیک و فشار اضافی باعث می شود که هدایتگر انرژی ذوب و شکل شیار را به خود بگیرد. بدین صورت هر دو قطعه پلاستیک به هم وصل میشوند. این امر هم با دستگاه گان دستی التراسونیک و هم با دستگاه جوش پلاستیک التراسونیک ساخت شرکت فراصوت تجهیز ایرانیان امکانپذیر است.
• اتصال قطعات با دیواره نازک
• اتصال دقیق به واسطه قابلیت هم مرکز کردن شیار
6- لبه زنی
اگر در عملیات پرچ امکان افزودن پین بر روی قطعه وجود نداشته باشد، در این حالت روی گوشت قطعه لبه ایجاد شده و آن لبه بر روی قطعه برگردانده میشود که به آن سویجینگ میگویند. در این روش روی سطح جلو هورن شکل خاصی ایجاد می شود و می تواند قسمت پلاستیکی را تغییر شکل دهد تا قطعه دوم بتواند در جای خود ثابت شود.
• بدون نیاز به هدایتگر انرژی
• اتصال انواع مواد مختلف
• امکان شکل دهی قطعات با ابعاد بزرگ
7- جوش نقطه ای
اجزاء بدون طراحی اتصال خاص به صورت تخت روی هم قرار می گیرند. نوک هورن (یا سونوترود) به صفحه پایین نفوذ میکند. در این مرحله، پلاستیک ذوب میشود، تا حدی در محل اتصال جمع میشود و یک جوش موضعی و نقطه ای ایجاد میکند.
• بدون نیاز به هدایتگر انرژی
• اتصال دهی دقیق
• یک اتصال ساده و سریع و با فرم مناسب
