Uma pequena pesquisa revela que as máquinas de solda plásticas ultra-sônicas podem ser compradas em uma variedade de freqüências, incluindo 15, 20, 27, 30, 35, 40, 50, 60 ou 70 KHz. Como se isso não Crie confusão suficiente, ainda mais frequências provavelmente são disponíveis. Se Dois potenciais fornecedores recomendam frequências diferentes, qual deles está fornecendo a melhor informação Se Um soldador ultra-sônico de uma frequência já está no lugar, há uma necessidade de comprar outro de uma frequência diferente Realmente, importa?

A ferramenta certa para o trabalho
Um fabricante de dispositivos médicos comprou uma máquina de solda ultra-sônica de 20 kHz (apenas como as outras dez máquinas, possuía) e enviado para um fornecedor com instruções para ter ferramentas construídas para soldar um pequeno assembly elétrico. O ferramental foi construído para encaixar a máquina e a montagem em questão, e a produção foi programada para começar. Quando A máquina foi finalmente ajustada para produzir partes aceitáveis, um impulsionador de redução de 0,4 Ganho foi instalado, o tempo de solda era menos do que 70 milissegundos, a força de fixação foi de aproximadamente 150 newtons (exigindo a pressão do ar no cilindro de menos do que 0,5 bar), e a configuração de disparador de força foi definida na sua menor configuração possível. Era como caçar coelhos com um elefante arma.

Quando Este fato foi apontado, o fornecedor sentiu bastante impotente afirmando, "este é o que eles nos enviou para usar. " Dois anos depois, foi formada uma força-tarefa para abordar a qualidade errática proveniente desse processo. Depois de muitas reuniões, os membros da força-tarefa provocaram outro fornecedor que finalmente disse a isso eles não tinha a ferramenta certa para o trabalho

taxa de aquecimento
A taxa de aquecimento em solda ultra-sônica é o resultado dos efeitos combinados da frequência, amplitude e braçadeira Força. Na maioria dos casos, o processo de soldagem ultra-sônica é uma corrida entre a destruição do detalhe articular pelos efeitos combinados da força de fixação e da amplitude e do calor que é gerado por estes dois efeitos. Realizado, o plástico deve ficar quente o suficiente para soldar antes que o detalhe da junta seja atenuado Flat.

Na equação de taxa de aquecimento, força de braçadeira e frequência aparecem como multiplicadores. A frequência é geralmente fixa para uma determinada máquina, então vamos volte para isso. A taxa de aquecimento em plástico varia diretamente e em proporção à força de fixação aplicada. Aplique mais força de fixação, e a taxa de aquecimento aumenta na proporção direta à mudança.

Na mesma equação, no entanto, a taxa de aquecimento varia com o quadrado da amplitude. Aumentar a amplitude e a taxa de aquecimento aumenta dramaticamente.

Um Outworking Das leis da física resulta em uma relação inversamente proporcional entre a frequência de um soldador ultrassônico e sua produção amplitude. Não há muita variação do fabricante para fabricante sobre isso. Mesmo se houver diferença na saída do conversor Transdutor entre máquinas da mesma frequência, a física da sonotrode / Horn O design resultará em uma capacidade de amplitude semelhante no final da ferramenta

Usando a maior amplitude disponível que produz resultados consistentemente aceitáveis, danos mínimos de peça e longa sonotrode / Horn A vida geralmente é desejável. Utilizando uma máquina de uma frequência diferente, basicamente, permite adaptar a gama de amplitude disponível às características da montagem, desde A mudança na frequência em uma direção tem muito menos efeito do que a mudança de amplitude no Outro.

sobre plásticos.
Uma consideração importante no processo de soldagem ultra-sônica será o material Materiais mais suaves simplesmente 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 de fusão também exigirão mais amplitude para obter a temperatura de solda antes que o detalhe da junta seja ido. 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. Portanto, escolher uma máquina de maior frequência pode abordar estes Problemas.

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 as dimensões transversais; isto é, dimensões perpendiculares à direção da amplitude. Se Uma ferramenta tem um comprimento de onda mais longa (menor e frequência), pode ter mais dimensões transversais.

Outra conseqüência desse fator é que um determinado tamanho da face da ferramenta será, em vigor, ser menor em relação ao comprimento de onda a mais baixa Freqüências. Então todas as outras coisas são iguais, uma ferramenta de frequência inferior será mais simples e potencialmente mais durável do que uma ferramenta de freqüência maior que faz a mesma aplicação.

As 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.

O resto da história
Voltando ao início do artigo, a resposta para a história sobre o fabricante do dispositivo médico que não Ter a ferramenta certa para o trabalho foi mudar as frequências para 40 KHz.

A montagem em si foi bastante pequeno - um cilindro dividido longitudinalmente que foi menor em diâmetro do que Um lápis e em algum lugar em torno de 30 milímetros em comprimento. A solda foi delicada Porque A parede nominal era bastante fina e havia componentes internos fáceis de fazer de dano.

O soldador de 20 kHz foi o mesmo fazer e modelar o fabricante usado ao longo da sua planta Foi capaz de aproximadamente 2000 Newtons of Braçadeira, e a configuração mínima do gatilho foi suposto ser cerca de 170 Newtons. em menos do que 70 milissegundos de tempo de solda, a ferramenta ainda não tinha corrido até a plena amplitude. Dado este fato e o impulsionador de redução, é claro que a assembléia não precisava de muita amplitude para solda.

Com uma máquina de 40 kHz, amplitude disponível no conversor / transdutor caiu ao meio, e A 1.5 Booster foi usado. O tempo de solda chegou até over 650 Milliseconds - uma situação muito mais controlável. O soldador era capaz de cerca de 400 novemas de força de fixação, por isso ainda era muito controlável a cerca de 130 newtons, e uma configuração de gatilho de cerca de 80 newtons funcionou muito bem.

Desde Mudando soldadores, a empresa fez milhões de peças aceitáveis ​​com muito pouca qualidade problemas. É incrível como Muito melhor os resultados são quando Você usa a ferramenta certa para o trabalho

Tom Kirkland Tem mais de vinte anos de experiência como um usuário e fornecedor de equipamentos de montagem de plásticos e ferramentas. Ele tem sido ativo em várias sociedades profissionais, é um presidente passado da Associação da Indústria Ultra-sônica, e é bem versado em uma ampla variedade de plástico soldadura / junção Processos. Tom realizou mais de mil sessões de treinamento de montagem de plásticos, apresentações de conferências e conversas em muitos países. Atualmente é consultor em soldagem de plástico, e é o proprietário de www.tributek.biz, um fornecedor de peças e suprimentos para plástico soldadura.