نگاه کلی به فرآیند جوشکاری فرا صوتی التراسونیک

دستگاه جوشکاری فرا صوتی، برای قطعات قالب تزریق ترموپلاستیک، فرایندی است که از ارتعاشات مکانیکی بالاتر از محدوده ی شنوایی استفاده می کند. ارتعاشات تولید شده توسط سونوترود یا زائده، همانطور که عموما شناخته شده است، برای نرم کردن یا ذوب کردن مواد ترمو پلاستیک در خط اتصال استفاده می شود. قطعاتی که باید به هم متصل شوند، تحت فشار و ارتعاشات که معمولا با فرکانس 20 یا 40 کیلوهرتز هستند قرار می گیرد. از دیگر محصولات مجموعه نوین تاک دستگاه برش لیرز فلزی و دستگاه برش لیزر غیرفلزی است که موارد استفاده بسیاری دارد. 

توانایی جوشکاری یک قطعه توسط طراحی تجهیزات، ویژگی های مکانیکی متریال جوشکاری، طراحی قطعات و اتصالات کنترل می شود. زمان جوشکاری فرا صوتی کوتاه است (معمولا کمتر از یک ثانیه) که این فرآیند را برای تولید انبوه ایده آل می کند. این فرایند در دامنه ی بسیاری از برنامه ها اعم از دسته های کم حجم خودرو تا محصولات الکترونیکی مصرفی، مانند تجهیزات تلفن همراه، به طور گسترده پذیرفته شده است.

تجهیزات

تجهیزات جوشکاری فرا صوتی از دستگاه پرس، ژنراتور، مبدل، تقویت کننده، سونوترود یا زائده و ابزار ابزار پشتیبانی تشکیل شده است.

 

تجهیزات جوشکاری


ژنراتور

ژنراتور برق را از شبکه های تک فاز به فرکانس و ولتاژ صحیح تبدیل میکند تا به لرزه های مکانیکی مبدل شوند. واحد ریزپردازنده چرخه ی جوش را کنترل میکند و اطلاعات کلیدی مربوط به جوشکاری را از طریق رابطه ی اپراتور با کاربر تغذیه میکند. رابط کاربر همچنین به اپراتور اجازه ی ورورد پارامترهای ضروری جوش را میدهد.


پرس

پرس برای نگه داشتن سیستم جوشکاری, دسته و اعمال نیروی لازم برای جوشکاری طراحی شده است که شامل یک صفحه پایه برای نگاه داشتن میله ی ابزار و یک سیلندر پنتوماتیکی برای اعمال نیرو است. دستگاه دارای فشار سنج و تنظیم کننده برای تنظیم نیروی جوش است. لازم به ذکر است که یک فشار سنج خاص که روی یک قطعه ی کار مافوق صوت تنظیم میشود, لازم به ذکر است که لزوما یک فشارسنج مشخص که بر روی یک قطعه ی کار فرا صوت تنظیم شده است همان نیرو را در یک ماشین دیگر تامین نمی نماید. نیروی جوش باید با استفاده از سلول بار کالبیره می شود تا مقایسه مستقیم نیروهای جوشکاری از دستگاه به دستگاه دیگر انجام شود. همچنین یک شیر کنترل جریان وجود دارد که امکان تنظیم سر دستگاه جوش به قطعه ی کار را دارا می باشد برخی از تولید کنندگان تجهیزات به جای سیلندر پنتوماتیک سنتی, از سیستم کاربردی نیروی الکترو مغناطیسی استفاده می نمایند. این امر میتواند کنترل بهتری را هنگام جوش دادن قطعات کوچک و ظریف داشته باشد.

 

دسته ی جوش

این قسمت بخشی از دستگاه است که ارتعاشات مکانیکی فرا صوتی را فراهم میکند که عموما از سه قسمت مبدل, تقویت کننده و زائده ی جوشکاری تشکیل شده است که بر روی دستگاه جوشکاری در مرکز نقطه ی تقویت کننده قرار دارد. دسته یک مولد صدای تنظیم شده است و دقیقا مانند یک چنگال تنظیم کننده ی آلات موسیقی می باشد. طبق دستور العمل, فرکانس مولد صدای دسته ی جوش باید تا حد بسیار بالا با فرکانس سیگنال الکتریکی تولید شده از ژنراتور مطابقت داشته باشد. (تا حدود 30HZ)

 

مبدل

مبدل که همچنین به عنوان کانورتر هم شناخته میشود, انرژی الکتریکی را از ژنراتور به ارتعاشات مکانیکی مورد استفاده برای فرآیند جوشکاری تبدیل میکند که شامل تعدادی صفحه ی پیزو سرامیکی است که بین دو بلوک فلزی که معمولا جنسشان از تیتانیوم است قرار گرفته اند.

 

تقویت کننده

تقویت کننده ی دسته ی جوش برای دو منظور به کار میرود, اولا برای تقویت ارتعاشات مکانیکی که در نوک مبدل تولید میشوند و انتقال آن ها به زائده ی جوشکاری. دومین کاربرد آن برای فراهم آوردن مکانی برای نصب دسته در پرس می باشد.
در اثر اعمال انرژی از سوی مبدل انرژی فرا صوتی تقویت کننده منبسط و منقبض می شود.
مانند سایر قسمت های موجود در یک دسته ی جوشکاری, تقویت کننده با استفاده از تولید یک فرکانس صدای خاص انتقال انرژی فراصوتی را از مبدل به دسته ی جوش انجام میدهد. بر اساس دستورالعمل, تقویت کننده باید نصف و یا مضربی از طول موج فراصوت در موادی که از آن ساخته میشود باشد, که عموما نصف طول موج است.

 

تقویت کننده جوشکاری

 

زائده ی جوش

زائده ی جوش قسمتی از دسته ی جوش است که انرژی را برای قطعات جوشکاری فراهم میکند. در شکل زیر یک زائده ی جوش معمولی نشان داده شده است. طراحی زائده ی جوش برای جوشکاری موفق جای نقد بسیار دارد. این به آن معناست که زائده ی جوش فقط باید توسط شرکت های تخصصی جوشکاری فرا صوتی تولید شود.

زائده ی جوش مانند تقویت کننده یک قطعه ی تنظیم شده می باشد که در بسیاری از کاربردها به صورت مکانیکی از آن استفاده می شود. زائده ی جوش معمولا از جنس آلمینیوم و تیتانیوم تولید می شود که نوع آلمینیومی آن به دلیل دوام کمتر برای کارهای کوچکتر استفاده می شود. بعضی از زائده های جوش دارای نوک هایی هستند که از مواد سخت ساخته شده اند ومی توانند گستره ی نقطه جوش را کاهش دهند.

طول زائده ی جوش مانند تقویت کننده باید نیم یا مضربی از طول موج فراصوت باشد. به این ترتیب گستره ی کافی برای جوشکاری در انتهای زائده وجود دارد.
گستره ی زائده ی جوش معمولا بین 30 تا 120 میکرومتر می باشد و از این جهت حائز اهمیت است که تنش ناشی از انبساط و انقباض محوری زائده منجر به شکست جوش در کارهایی با دامنه ی گسترده ی جوش میشود. در برخی از کاردبردها زائده ی جوش با شکاف هایی در مسیر محور ساخته می شود. این امر به جهت حداکثر سازی دامنه ی ارتعاشات در جهات های طولی می باشد.
نوک دستگاه زائده ی جوش انرژی فرا صوتی را بر روی قطعه ای که جوش کاری می شود انتقال می دهد. نوک دستگاه باید به طور خاص طراحی شده باشد تا با قطعات مطابقت داشته باشد. این امر باعث می شود که حد اکثر انتقال انرژی بین زائده و قطعه حاصل شود. معمولا نوک زائده بر روی خطوط قطعه تنظیم می شود.

 

زائده جوشکاری

 

ابزار پشتیبانی

در نهایت, پایه ی پرس ماشین قسمتی است که اجزا جوشکاری فرا صوتی را نگه می دارد. این قسمت برای جلوگیری از حرکت بخش پایین در حالی که از فراصوت استفاده می شود طراحی شده است که معمولا مطابق طراحی سطح قطعه ی کار ساخته می شود.

مطلب فوق را میتوانید از طریق تلگرام با دوستان و همکاران خود به اشتراک بگذارید

سوال خود را در اين قسمت مطرح كنيد

جهت اطلاع از آخرین اخبار شرکت ، در خبر نامه ما عضو شوید