تحديد معلمات عملية اللحام بالموجات فوق الصوتية
يتضمن إعداد معلمة عملية اللحام بالموجات فوق الصوتية قوة اللحام بالموجات فوق الصوتية ، التردد فوق الصوتي ، السعة بالموجات فوق الصوتية ، ضغط اللحام بالموجات فوق الصوتية ، وقت اللحام بالموجات فوق الصوتية ، إلخ.
ل. تردد الموجات فوق الصوتية
عادة ما يكون تردد عمل اللحام بالموجات فوق الصوتية 15-40 كيلو هرتز ، والمواد ذات الاستجابة الضعيفة للتردد المنخفض ، مثل PvC ، PE ، إلخ ، يمكن لحامها بتردد عالٍ ، مما يقلل من تلف المادة. يتركز نقل الطاقة بالموجات فوق الصوتية عالية التردد ، ويمكن استخدام اللحام بالموجات فوق الصوتية عالي التردد لبعض الأجزاء الحساسة. أثناء اللحام بالموجات فوق الصوتية ، ستحدث ظاهرة فصل المعدات بالموجات فوق الصوتية بسبب تغير الحمل ، مما يجعل قوة اللحام أقوى. بشكل عام ، بعد تحديد تردد عمل آلة اللحام ، يجب الحفاظ على النظام الصوتي في حالة صدى.
يمكن أن تصف المعادلة التالية قوة الموجات فوق الصوتية:
P=µSnv=-2Aω / π=4usaf
في الصيغة ، P قوة الموجات فوق الصوتية ؛ ضغط ثابت F منطقة مشتركة لحام. v السرعة النسبية سعة µ عامل احتكاك. هو التردد الزاوي. f هو تردد الاهتزاز.
2. السعة بالموجات فوق الصوتية
يمكن أن يقلل اللحام بتردد وسعة تشغيل أكبر من وقت اللحام ويحسن كفاءة العمل. بالنسبة للمواد المختلفة ، هناك سعة لحام مثالية كما هو موضح في الجدول 1. اللحام بالموجات فوق الصوتية له سعة صغيرة تبلغ 20 ميكرومتر. يوصى عادة باستخدام سعة 40 ميكرومتر. نظرًا لأن السعة الكبيرة جدًا ستؤدي غالبًا إلى الإرهاق والضرر لمصدر الطاقة فوق الصوتي ، فإن متطلبات السعة فوق الصوتية تتوافق مع مصدر الطاقة فوق الصوتي.
1212.png
3. وقت اللحام بالموجات فوق الصوتية
يشير وقت اللحام إلى الوقت الذي تنبعث فيه الطاقة فوق الصوتية أثناء عملية اللحام. وقت اللحام قصير جدًا والطاقة ليست كافية لإحداث وصلة لحام موثوقة. مع زيادة وقت اللحام ، يمكن أن يمتص اللحام المزيد من الطاقة ، وستزداد درجة حرارة سطح اللحام ، وستزداد منطقة اللحام ، ويزداد تغلغل اللحام ، بحيث تزداد قوة اللحام [22-24]. ومع ذلك ، فإن وقت اللحام الطويل جدًا سيؤدي إلى ذوبان مفرط لمواد اللحام ويسبب مزيدًا من الوميض. يكون تدفق هذه المواد المنصهرة في منطقة اللحام اتجاهيًا ، لذا فإن تدفق الذوبان الزائد سيؤدي إلى انخفاض القوة. بالإضافة إلى ذلك ، سيؤدي وقت اللحام الطويل جدًا إلى ارتفاع درجة حرارة اللحام بشكل كبير ، مما يتسبب في احتراق اللحام وتلفه ، مما يتسبب في ظهور علامات اللحام على سطح اللحام ، مما يؤدي إلى اللحام الزائد وتقليل القوة. يؤدي وقت اللحام الطويل جدًا والكثير من الطاقة إلى ارتفاع درجة حرارة الطبقة المنصهرة بدرجة كبيرة ، وتغير لون البلاستيك الملحوم وتفسخه وتقصفه ؛ ويتركز إجهاد حافة اللحام ، وتظهر المسافة البادئة على سطح اللحام. لذلك ، من أجل الحصول على قوة لحام أعلى ، من الضروري اختيار وقت اللحام بالموجات فوق الصوتية المناسب ، حيث أن قصير جدًا وطويل جدًا سيؤدي إلى انخفاض قوة اللحام.
4. ضغط اللحام بالموجات فوق الصوتية
يشير ضغط اللحام بالموجات فوق الصوتية إلى الضغط الساكن الذي يطبقه رأس اللحام على اللحام أثناء عملية اللحام ، وتطبيق الضغط الساكن ينقل الطاقة فوق الصوتية إلى اللحام. في اللحام بالموجات فوق الصوتية ، عندما يتم تحديد وقت اللحام ، يرتبط الضغط بسطح اللحام لتشكيل جهة اتصال مناسبة ، وهو عامل حاسم للغاية للقوة. ضمن نطاق ضغط معين ، مع زيادة الضغط ، ستزداد قوة اللحام. عندما يكون ضغط اللحام منخفضًا ، فإن ملامسة اللحام ليست جيدة ، ولا يمكن إنتاج طاقة الاحتكاك بشكل فعال ، ومعدل استخدام الطاقة بالموجات فوق الصوتية منخفض. سيؤدي الضغط المنخفض إلى تقليل المواد المنصهرة في الجزء الملحوم ، مما يجعل من المستحيل تكوين لحام فعال. ومع ذلك ، عندما يكون ضغط اللحام مرتفعًا جدًا ، فسوف يتسبب ذلك في تدفق الذوبان بسرعة كبيرة ، وسوف يتدفق الذوبان من قوة اللحام ، مما يقلل من تصلب المصهور المطلوب لتشكيل رأس اللحام ويقلل من اللحام قوة. ستؤدي القوة المفرطة إلى احتكاك مفرط ، مما يضعف الحركة الاحتكاكية النسبية بين اللحامات ، ويسبب الحمل الزائد على آلة اللحام ، ويجعل اللحام صعبًا. ضغط اللحام له تأثير كبير على قوة اللحام أثناء اللحام بالموجات فوق الصوتية للنايلون 66. ضغط اللحام المنخفض قليلاً يمكن أن يجعل اللحام ينتج منطقة متأثرة بالحرارة أكثر سمكًا ، مما يجعل المزيد من السلاسل الجزيئية والحبيبات البلورية والألياف تتحرك بشكل عمودي لواجهة اللحام ، وتحسين قوة اللحام. هذه الوصلات الملحومة تخضع لضغط اللحام 0.66MPa. يمكن أن تصل قوة اللحام إلى 70٪ من النايلون 66. يجب أن يتطابق ضغط اللحام مع وقت اللحام من أجل الحصول على درجة لحام أفضل. وجد ماتسوكا [27] أنه بالنسبة للبلاستيك الحراري المقوى بالألياف الزجاجية ، عندما تظل سعة اللحام ثابتة ، فإن زيادة ضغط اللحام يمكن أن تقلل من وقت اللحام.
5. طول اللفة والموضع الثابت
سيؤثر طول اللفة وموضع التثبيت أثناء اللحام بالموجات فوق الصوتية أيضًا على قوة اللحام. مع زيادة طول اللفة في اختبار اللفة الواحدة ، ستنخفض قوة اللحام. عندما يزداد طول اللفة ، سوف يتسبب ذلك في تركيز إجهاد جزء اللحام وتقليل القوة. لذلك ، من أجل الحصول على أفضل قوة لحام ، من الضروري تصميم طول دورة أقصر ، واختيار الطول المناسب وفقًا لنوع الوصلة. بشكل عام ، طول اللفة غالبًا ما يكون ثابتًا. من أجل تلبية متطلبات القوة ، يكون مفصل اللفة قصيرًا ، ومنطقة اللحام صغيرة ، والقوة غير كافية ؛ يكون مفصل اللفة أطول ، وسوف يتسبب في هدر المواد. صمم طول اللفة. قم بتغيير معايير اللحام للحصول على أفضل قوة لحام. كيو وآخرون. وجد أنه على السندان حيث يتم تثبيت اللحام ، ستؤثر المسافة بين نقطة التثبيت وجزء اللحام على قوة اللحام. تساعد المسافة الأقصر في تعزيز الحرارة الناتجة عن الاحتكاك ، مما يحسن قوة اللحام. في الإنتاج الفعلي ، أجزاء اللحام لها أشكال مختلفة وموضع التثبيت الثابت غير مناسب. بشكل عام ، يجب أن تكون أجزاء اللحام مستقرة في عملية اللحام.
6. عمق اللحام بالموجات فوق الصوتية
أثناء عملية اللحام ، عندما تذوب المادة الموجودة في موضع اللحام ، سيستمر موضع رأس اللحام في الانخفاض ، وستنتشر المادة المنصهرة وتتصلب في نهاية اللحام. سماكة المادة النهائية المتصلبة تسمى عمق الاختراق. في ظل الظروف العادية ، يمكن التحكم في عملية اللحام. يتحكم الإزاحة النزولية لرأس اللحام في عمق الاختراق. تتمتع قوة اللحام بعلاقة كبيرة مع البنية المجهرية للجزء الملحوم ، والتي ترتبط ارتباطًا وثيقًا بسمك الطبقة المنصهرة ودرجة حرارة الجزء الملحوم أثناء عملية اللحام. تؤدي زيادة ضغط اللحام أو وقت اللحام إلى زيادة ذوبان وتدفق المواد أثناء عملية اللحام ، وبالتالي زيادة عمق الاختراق [29]. يمكن أن يؤدي الاختراق المناسب إلى زيادة قوة اللحام ، ولكن عندما يكون الاختراق كبيرًا جدًا ، فغالبًا ما يتطلب الأمر مزيدًا من وقت اللحام ، مما يؤدي إلى زيادة اللحام للمادة وتقليل القوة. بغض النظر عن كيفية تغيير ضغط ووقت اللحام ، فأنت بحاجة إلى إثبات عمق اختراق مناسب ، وذلك لضمان وصول اللحام إلى قوة أعلى.
7. تأثير القضبان الموصلة بالموجات فوق الصوتية
تم تصميم أضلاع توجيه الطاقة على الأجزاء الملحومة ، والتي يمكنها تركيز طاقة اللحام ، وتقليل وقت اللحام ، وتقليل تركيز الضغط في جزء اللحام ، وتحسين قوة اللحام. تكون أضلاع توجيه الطاقة الشائعة في شكل مثلث ومستطيل ونصف دائرة. في اللحام بالموجات فوق الصوتية ، غالبًا ما تستخدم الوصلات التناكبية ومفاصل اللفة للحام ، كما يختلف تصميم قضبان توجيه الطاقة أيضًا. نظرًا لأن أوتار توجيه الطاقة تميل إلى تركيز الضغط أثناء اللحام وتخضع لمزيد من إجهاد الاهتزاز ، أثناء عملية اللحام ، تتركز الطاقة وتتركز في قضبان توجيه الطاقة. تحت تأثير الضغط ، ستسخن قضبان توجيه الطاقة أولاً وتذوب وتتحرك إلى كلا الجانبين. توسيع التدفق [3o]. ليو وآخرون. توقع أن أجزاء اللحام ذات الأضلاع التوجيهية ذات الطاقة شبه الدائرية يمكن أن يكون لها أعلى قوة لحام عند اللحام بمعلمات لحام مناسبة [31]. اقترح ديفاين [32] أن الأضلاع المثلثية الموصلة للطاقة بزاوية 90 درجة مناسبة لمعظم المواد البلاستيكية غير المتبلورة ، في حين أن الأضلاع المثلثية الموصلة للطاقة بزاوية قمة 60 درجة مناسبة للبلاستيك شبه البلوري ، وشبه اللدائن البلورية ، الموصلة قد تصلب المادة التي يمكن صهرها بواسطة الضلع أثناء تدفقها حولها ، مما قد يتسبب في أن تكون المادة ملحومة بشكل غير كامل ، وبالتالي فإن دليل الطاقة ليس ضروريًا للحام التراكب. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إضافة أضلاع توجيه الطاقة تزيد من صعوبة اللحام وتزيد من التكلفة.
تحتاج طريقة إعداد معلمة عملية اللحام بالموجات فوق الصوتية إلى اتباع النظرية المذكورة أعلاه بدقة ولا يمكن تعديلها حسب الرغبة. فقط عندما تفهم المبدأ وتستخدم معدات اللحام بالموجات فوق الصوتية ، يمكنك أن تشعر بالراحة.
