Хоча на основі накопиченого досвіду в галузі, багато матеріалів загального призначення мають рекомендовані амплітуди проектування. Однак, оскільки щойно розроблені спеціальні матеріали стрімко зростають, є надія, що буде експериментальний метод визначення мінімальної амплітуди, необхідної для матеріалів. Тут ми вводимо можливий метод визначення мінімально необхідної амплітуди. Вихідна амплітуда зварювальної головки залежить від частоти обладнання, вихідної амплітуди перетворювача, коефіцієнта перетворення амплітуди модулятора (роги), а також форми конструкції зварювальної головки. Типовий метод проектування зварювальної головки: за умови меншого, ніж втома обмежити напругу матеріалу, чим більше коефіцієнт трансформації конструкції зварювальної головки, тим краще (тобто, чим більша вихідна амплітуда, тим краще). Якщо потрібно зменшити амплітуду, змініть амплітудний модулятор з меншим співвідношенням або відрегулюйте напругу для зменшення амплітуди.
Однак такий спосіб конструкції має деякі недоліки:
Коефіцієнт перетворення не може бути рівномірно розподілений, тобто коефіцієнт перетворення зварювальної головки і амплітудного модулятора дуже різні. Слід зазначити, що при зварювальній головці і амплітудному модуляторі, що має близьке співвідношення перетворення, будуть поліпшені показники ультразвукового триплету (перетворювач + амплітуда модулятора + зварювальної головки).
Змінюючи напругу для зменшення коефіцієнта перетворення зварювальної головки, це знизить вихідну потужність електрокапника. Наприклад, коли амплітуда встановлена на 50%, електричний ящик з вихідною силою 2400 Вт фактично виведе 1200 Вт. Легко викликати перевантаження.
Використання великих амплітуд призведе до неприпустимого пошкодження деталей. Наприклад, тріщини в невеликій області перетину можуть викликати опіки на вигляд, і можуть призвести до пошкодження мембран, фільтруючих мембран і електронних компонентів.
З вищезазначених причин дуже важливо визначити мінімальну амплітуду, необхідну для ультразвукового зварювання пластмас на ранній стадії.
Розрахунок амплітуди Величина амплітуди, що передається в пластикову частину, є продуктом вихідної амплітуди перетворювача, співвідношення амплітуди модулятора і співвідношення зварювальної головки.
Вихідна амплітуда перетворювача і співвідношення амплітудного модулятора забезпечуються виробником ультразвукового обладнання і часто фіксуються. Але можна спроектувати коефіцієнт перетворення зварювальної головки.
Коефіцієнт перетворення зварювальної головки має приблизну формулу розрахунку: коефіцієнт перетворення зварювальної головки = маса над вузлом зварювальної головки ÷ масою нижче вузла зварювальної головки. Так як щільність і довжина матеріалу однакові, формула спрощується так само, як: коефіцієнт перетворення зварювальної головки = поперечний переріз над вузлом зварювальної головки ÷ поперечний переріз під вузлом зварювальної головки × 0,8. Коефіцієнт 0,8 полягає в розгляді впливу переходу філе на вузол.
За допомогою цього методу обчислити амплітуду теоретичної вихідної зварювальної головки в наступному тесті як 13,9 ум (пік до піку). Виміряна амплітуда - 15 ум (від піку до піку). Вони близькі.
У процесі випробувань для експерименту підбирається аморфний матеріал ПК і напівкристалічний матеріал PP для визначення мінімальної амплітуди, необхідної двом матеріалам.
Сервоприводне ультразвукове зварювальне обладнання дуже підходить для визначення мінімального випробування амплітуди. Тому що його зварювальної головки може ширяти, і генерувати дані вимірювання тиску, і корелювати з такими даними, як ультразвукова амплітуда вібрації. По суті, функція "Melt-match" пристрою дозволяє зварювальної головці контактувати з виробом з задається тиском, перестати спускатися і викликати ультразвукову вібрацію. Ультразвукова вібрація передається в положення пластикового зварного шва. Після того, як пристрій вимірює падіння тиску, поверхневий полімер почав плавитися. Потім зварювальної головки починає рухатися вниз.
Ми взагалі вважаємо, що аморфний матеріал ПК, після того, як температура вище температури переходу скла, покаже поступове пом'якшення характеристики в міру підвищення температури. Напівкристалічний матеріал PP раптово розхитається, коли досягне точки плавлення.
У цьому експерименті поступово мінливі властивості РР можуть бути обумовлені м'якістю цього матеріалу. Швидка зміна ПК може бути викликана амплітудою, що не входить до правильного діапазону. Необхідні подальші експерименти, такі як збільшення діапазону амплітуди ПК або вимірювання температури зварного шва.
Висновок Ця робота забезпечує експериментальний метод і рамки для визначення мінімальної амплітуди, необхідної для пластмас. Сильна кореляція між часом плавлення матеріалу і амплітудою і міцністю зварювання також показує, що цей метод оцінки мінімально необхідної амплітуди можливий.
