Máquinas de solda plásticas ultra-sônicasenvolve o uso de energia sonora de alta frequência para amolecer ou derreter o termoplástico na articulação. As partes a serem juntadas são mantidas juntas sob pressão e são submetidas a vibrações ultra-sônicas geralmente a uma frequência de 20, 30 ou 40 KHz. A capacidade de soldar um componente é regida com sucesso pelo desenho do equipamento, as propriedades mecânicas do material a ser soldada e o desenho dos componentes Desde A solda ultra-sônica é muito rápida (Weld vezes são tipicamente menos do que 1 segundo) e facilmente automatizado, é uma técnica amplamente utilizada. A fim de garantir a soldagem bem-sucedida de quaisquer partes, o design cuidadoso de componentes e luminárias é necessário e, por essa razão, a técnica é mais adequada para a produção de massa. Benefícios do processo Incluir: Eficiência energética, alta produtividade com baixos custos e facilidade de linha de montagem automatizada Produção.
Uma máquina de solda ultrassônica compreende quatro componentes principais: Uma fonte de alimentação, um conversor, um dispositivo de modificação de amplitude (comumente chamado A Booster) e uma ferramenta acústica conhecida como chifre (ou sonotrode). A fonte de alimentação altera a eletricidade da rede a uma frequência de 50-60 Hz, em uma oferta elétrica de alta frequência operando às 20, 30 ou 40 KHz. Isso A energia elétrica é fornecida ao conversor Dentro do conversor, os discos de material piezoelétrico são imprensados ​​entre duas seções de metal O conversor muda a energia elétrica em energia vibratória mecânica em frequências ultra-monóticas. A energia vibratória é então transmitida através do impulsionador, o que aumenta a amplitude do som onda. As ondas sonoras são então transmitidas para a buzina. O chifre é uma ferramenta acústica que transfere a energia vibratória diretamente para as partes sendo montadas, e também aplica uma soldagem de pressão. As vibrações são transmitidas através da peça de trabalho para a área da junta Aqui a energia vibratória é convertida em calor através da fricção - Isso então suaviza ou derrete o termoplástico e junta as partes juntas.
A seguir, os fatores para consideração na soldagem ultra-sônica processo:
taxa de aquecimento
A taxa de aquecimento na solda ultra-sônica é o resultado dos efeitos combinados da frequência, amplitude e braçadeira Força. Na equação de taxa de aquecimento, força de braçadeira e frequência aparecem como multiplicadores. A frequência é geralmente fixa para uma dada máquina. A taxa de aquecimento em plástico varia diretamente e em proporção à força de fixação aplicada. Quando Mais força de fixação é aplicada, a taxa de aquecimento aumenta na proporção direta à mudança. No entanto, a taxa de aquecimento varia com o quadrado da amplitude - Se a amplitude for aumentada, a taxa de aquecimento aumenta dramaticamente. Portanto, há uma relação inversamente proporcional entre a frequência de um soldador ultra-sônico e sua produção amplitude. Se A maior amplitude disponível rendimentos consistentemente aceitáveis ​​são usados, danos mínimos de peça e longos Sonotrode / Horn A vida geralmente é desejável.
material de plásticos.
Uma consideração importante no processo de solda ultra-sônica é o material Materiais mais suaves não carregam som, bem como materiais mais difíceis e exigirão mais amplitude da ferramenta para obter uma quantidade utilizável de amplitude à junta Materiais com temperaturas mais altas do derretimento exigirão mais amplitude para alcançar Upto Solda a temperatura antes que o detalhe da junta seja ido embora. Escolher uma máquina que seja menor em frequência e, portanto, maior em amplitude é muitas vezes aconselhável com temperatura suave ou alta materiais. Os materiais mais rígidos podem ser danificados por alta amplitude e podem aquecer tão rapidamente que o processo se torna incontrolável. Soldagem muito rapidamente também pode resultar em fracos soldas.
Limitações de design de ferramentas
As leis da física que governam sonotrode / Horn O design está relacionado a comprimento de onda. A maioria dos fatores que reduzem o desempenho acústico têm a ver com dimensões transversais - dimensões perpendiculares à direção da amplitude. Se Uma ferramenta tem um comprimento de onda mais longa (menor e frequência), pode ter mais dimensões transversais. Uma ferramenta de frequência inferior será mais simples e potencialmente mais durável do que uma ferramenta de freqüência maior que faz a mesma aplicação.
máquinas
Soldadores de alta freqüência normalmente executam pequenas ferramentas - Fazendo peças pequenas e delicadas com grande precisão. Eles Normalmente, tem pequenas lâminas leves impulsionadas por pequenos cilindros. Soldadores de baixa frequência normalmente executam grandes ferramentas em altas amplitudes, fazendo partes maiores feitas de materiais mais suaves. Eles Normalmente, tem grandes slides pesados ​​impulsionados pelo ar maior cilindros.

Tipos de junção
A energia vibratória ultra-sônica é usada em várias técnicas distintas de montagem e acabamento, como:
Soldadura : O processo de geração de derreter nas superfícies de acasalamento de duas partes termoplásticas. Quando As vibrações ultra-sônicas param, o material fundido solidifica e uma solda é realizada. A força conjunta resultante aborda a do pai Material; Com parte adequada e projeto conjunta, os selos herméticos são possíveis. A soldagem ultra-sônica permite uma montagem rápida e limpa sem o uso de consumíveis
Steping : O processo de derretimento e reforma de um garanhão termoplástico para bloquear mecanicamente um material dissimilar em localização. Tempos de ciclo curto, montagens apertadas, boa aparência da montagem final e eliminação de consumíveis são possíveis com esta técnica
Inserindo : incorporar um componente de metal (tal como roscado inserir) em um buraco pré-formado em uma parte termoplástica Alta resistência, ciclos de moldagem reduzidos e instalação rápida sem estresse Build-up são algumas das vantagens.
Spare / formando : Capturando mecanicamente outro componente de uma montagem por derretimento ultrassonicamente e reformando uma crista de plástico ou reforma de tubulação de plástico ou outras peças extrudidas. Vantagens desse método incluem velocidade de processamento, menor acúmulo de estresse, boa aparência e capacidade de superar o material Memória.
Soldadura Spot : Uma técnica de montagem para unir dois componentes termoplásticos em pontos localizados sem a necessidade de buracos pré-formados ou um diretor de energia. A soldagem à vista produz uma forte solda estrutural e é particularmente adequada para grandes partes, folhas de termoplásticas extrudadas ou elenco, e peças com geometria complicada e duro de alcance juntando-se superfícies.
Slitting : O uso de energia ultra-sônica para fenda e borda-selo malha, tecida e não-tecida termoplástico materiais. Bordas lisas e seladas que não desvendarão são possíveis com este método. Não há "Bead" ou acúmulo de espessura na borda de fenda para adicionar a granel a roladas materiais.
Têxtil / filme Selagem : O uso de energia ultra-sônica para se juntar a materiais termoplásticos finos. Claro, pressão-apertado Selos em filmes e soldas localizadas em têxteis podem ser realizadas. O corte e selamento simultâneo também é possível. Uma variedade de bigornas modeladas estão disponíveis para fornecer decorativo e funcional "Stitch" Padrões.

formulários
Montagem ultra-sônica é o método de escolha para muitas aplicações no automotivo, aparelho, médico, têxtil, embalagem, brinquedos e mercados eletrônicos, entre Outros. As vantagens básicas da montagem ultra-sônica - Soldas rápidas, fortes, limpas e confiáveis ​​ - são comuns a todos os mercados.

utensílio	nesta alto volume mercado, hermeticidade, força e também aparência cosmética são importantes. Aplicativos Incluir: Ferro a vapor, alojamento da bomba, varinha de aspirador e pulverizador da máquina de lavar louça braço.
automotivo	Selos herméticos em aplicações como lentes, filtros e válvulas. Outras aplicações incluem: porta da caixa da luva, cluster do instrumento, ar Diverter e fluxo de ar de massa sensor.
o negócio	"Limpo" Assembléias com partículas reduzidas são produzidas em armazenamento de informações discos. Outras aplicações incluem a montagem para cartuchos de fita e áudio e vídeo cassetes.
consumidor	Soldagem de precisão, estacagem e operações de formação são usadas na fabricação do Swatch®.
elétrico	Múltiplos aplicativos de estacagem e inserção são frequentemente automatizados para alto volume Requisitos de produção com consistência Confiabilidade. Aplicativos Incluir: Blocos de terminais, conectores, interruptores (por exemplo alternância, mergulho, rotativo rápido e diafragma) e bobina assemblies.
médico	Não contaminação e a capacidade de ser operada em uma sala limpa é tão importante quanto a força da solda Assemblies confiáveis ​​e repetíveis para dispositivos críticos de suporte à vida são produzidos com novos recursos no processo Controle. Aplicativos Incluir: Filtro Arterial, Cardiometria reservatório, sangue / gás Filtro, Máscara Face e IV Spike / Filtro.
embalagem	De pacotes assépticos a tubos de pasta de dentes, a capacidade da montagem ultrassônica para selar através da contaminação do produto na área conjunta é uma grande vantagem. Além da boa aparência cosmética, a montagem ultra-sônica fornece Tamper-evidente selos para blister pacotes. Aplicativos Incluir: Dispensador de condimento, pacote de bolha, bolsa de suco, caixa de suco e papel revestido de plástico xícaras.
brinquedos	Nesta indústria altamente competitiva, a eliminação de adesivos, parafusos e solventes ou outros consumíveis é um bônus adicionado a forte, seguro, sem flash assemblies.

Limitações de solda plástica ultra-sônica
Os materiais para componentes ultrassonicamente soldados são possivelmente a limitação mais importante - O processo funciona melhor quando Ambos os componentes são feitos a partir de polímeros amorfos semelhantes. Se Apenas um dos componentes é adequado para soldagem (ou Eles são incompatíveis) técnicas de união ultra-sônica relacionadas devem ser considerado. Se Nenhum material é adequado para soldagem (por exemplo. Termoset Plásticos) Então outro método de junção precisa ser usado. O tamanho de uma solda ultrassônica contínua depende do chifre (sonotrode) isso faz isso. Mas Sonotrodos são limitados em tamanho por restrições físicas com base no comprimento de onda do ultra-som usado. Algumas regras típicas de polegar " para o modo axial Sonotrodos (como usado em plástico soldadura) são:
• sonotrode Comprimento é meio comprimento de onda
• diâmetro máximo (ou Outra lateral dimensão) é um terço de um comprimento de onda, para evitar a interferência de outros modos de vibração
O comprimento de onda depende da frequência de operação e velocidade de som da Sonotrode material. Na maioria dos casos (usando uma frequência mínima de 20 kHz e materiais comuns, como alumínio, titânio ou aço inoxidável O comprimento de onda máximo é em torno 250 mm (10 polegadas). Assim, a dimensão lateral de A Sonotrode não pode sempre ser maior do que Cerca de 80 mm (apenas mais de 3 polegadas). freqüências mais baixas, até 15 kHz ou menos, permitir uma maior sonotrode tamanho, mas com aumento significativamente audível ruído. maior sonotrodes são frequentemente construídos usando uma série de slots, dividindo em secções, cada um dos quais obedece individualmente as regras ou modos alternativos de vibração (por exemplo, Radial) pode ser usado que elimine completamente estes limitações. Na maioria dos casos, embora seções maiores terão mais, regras mais complicadas de sua próprio - análise de elementos finitos e uma quantidade significativa de prototipagem O trabalho será obrigado a chegar a um sucesso Sonotrode design.
A potência necessária para um processo de soldagem ultra-sônica depende principalmente do tamanho da solda, sendo soldados os materiais e a eficiência da transmissão de energia até a solda. A maioria dos sistemas ultra-sônicos usa sistemas de controle para ajustar a entrada de energia automaticamente, pois o processo exige, mas obviamente dentro da capacidade do gerador e do transdutor. Com eletrônicos modernos usados ​​em geradores ultra-sônicos, é o transdutor que determina a potência máxima que o sistema pode lidar, porque das mesmas restrições sobre tamanho físico discutido acima para Sonotroides. Transdutores ultra-sônicos modernos podem muitas vezes lidar com 3kw, e algumas reivindicam tanto quanto 6 kW, que deve Empurre as fronteiras da solda ultra-sônica viabilidade. É difícil alcançar em modo axial sistemas, conforme usado para solda plástica, a menos que Os transdutores podem ser aplicados a ultra-sônicos completamente separados sytems. Assim, vários sistemas ultra-sônicos podem fazer soldas discretas em vários locais nos componentes Não é possível compensar o poder limitado aumentando o tempo de solda, à medida que mais tempo permita uma maior transferência de calor da zona de solda.