Nors remiantis sukaupta patirtimi pramonėje, daugelyje universalių medžiagų buvo rekomenduojamos dizaino amplitudės. Tačiau kadangi naujai sukurtų specialių medžiagų sparčiai daugėja, tikimasi, kad bus eksperimentinis metodas nustatyti minimalią medžiagoms reikalingą amplitudę. Čia mes pristatome įmanomą metodą minimaliai reikalingai amplitudei nustatyti. Suvirinimo galvutės išėjimo amplitudė priklauso nuo įrenginio dažnio, daviklio išėjimo amplitudės, amplitudės moduliatoriaus (rago) transformacijos santykio ir suvirinimo galvutės formos. Tipiškas suvirinimo galvutės projektavimo metodas yra: esant mažesnei nei medžiagos nuovargio ribos įtempimo sąlygai, tuo didesnis suvirinimo galvutės konstrukcijos transformacijos santykis, tuo geriau (tai yra, kuo didesnė išėjimo amplitudė, tuo geriau). Jei reikia sumažinti amplitudę, pakeiskite amplitudės moduliatorių mažesniu santykiu arba sureguliuokite įtampą, kad sumažintumėte amplitudę.
Tačiau šis projektavimo metodas turi keletą trūkumų:
Transformacijos santykis negali būti tolygiai paskirstytas, tai yra, suvirinimo galvutės ir amplitudės moduliatoriaus transformacijos santykis labai skiriasi. Reikėtų pažymėti, kad kai suvirinimo galvutės ir amplitudės moduliatoriaus transformavimo santykis yra artimas, ultragarso tripleto (keitiklio + amplitudės moduliatoriaus + suvirinimo galvutės) veikimas bus pagerintas.
Keičiant įtampą, kad sumažintumėte suvirinimo galvutės transformacijos santykį, tuo pačiu sumažės elektros dėžutės išėjimo galia. Pavyzdžiui, nustačius 50% amplitudę, elektrinė dėžutė, kurios pradinė išėjimo galia yra 2400W, iš tikrųjų išves 1200W. Lengva sukelti perkrovą.
Didelių amplitudžių naudojimas nepriimtinai sugadins dalis. Pvz., Įtrūkimai mažame skerspjūvio plote gali sukelti nudegimus ir apgadinti membranas, filtro membranas ir elektroninius komponentus.
Dėl pirmiau nurodytų priežasčių labai svarbu nustatyti minimalią amplitudę, reikalingą ultragarsiniam plastikų suvirinimui ankstyvoje stadijoje.
Amplitudės skaičiavimas Į plastikinę dalį perduodamos amplitudės dydis yra daviklio išėjimo amplitudės, amplitudės moduliatoriaus ir suvirinimo galvutės santykio sandauga.
Daviklio išėjimo amplitudę ir amplitudės moduliatoriaus santykį pateikia ultragarso įrangos gamintojas ir jie dažnai būna fiksuoti. Bet suvirinimo galvutės transformacijos koeficientas gali būti suprojektuotas.
Suvirinimo galvutės transformacijos santykis turi apytikslę skaičiavimo formulę: suvirinimo galvutės transformacijos santykis=masė virš suvirinimo galvutės mazgo ÷ masė žemiau suvirinimo galvutės mazgo. Kadangi medžiagos tankis ir ilgis yra vienodi, formulė supaprastinta taip: suvirinimo galvutės transformacijos santykis=skerspjūvio plotas virš suvirinimo galvutės mazgo ÷ skerspjūvio plotas žemiau suvirinimo galvutės mazgo × 0,8. 0,8 koeficientas turi atsižvelgti į filė perėjimo į mazgą įtaką.
Taikydami šį metodą, atlikdami šį bandymą apskaičiuokite teorinę suvirinimo galvutės išėjimo amplitudę kaip 13,9um (nuo piko iki smailės). Išmatuota amplitudė yra 15um (nuo piko iki smailės). Jiedu yra artimi.
Bandymo procese eksperimentui parenkama amorfinė medžiaga PC ir puskristalinė medžiaga PP, siekiant nustatyti mažiausią abiejų medžiagų amplitudę.
Servo varoma ultragarso suvirinimo įranga yra labai tinkama nustatyti mažiausią amplitudės testą. Kadangi jo suvirinimo galvutė gali pakibti ir generuoti slėgio matavimo duomenis bei koreliuoti su tokiais duomenimis kaip ultragarso vibracijos amplitudė. Iš esmės" Melt-match" prietaiso funkcija leidžia suvirinimo galvutei susisiekti su gaminiu nustatytu slėgiu, sustabdyti nusileidimą ir sukelti ultragarso vibraciją. Ultragarsinė vibracija perduodama į plastikinės siūlės padėtį. Kai prietaisas išmatuoja slėgio kritimą, paviršiaus polimeras pradėjo tirpti. Tada suvirinimo galvutė pradeda judėti žemyn.
Mes paprastai manome, kad amorfinė medžiaga PC, kai temperatūra bus aukštesnė už stiklėjimo temperatūrą, temperatūrai didėjant, laipsniškai suminkštės. Puskristalinė medžiaga PP staiga suskystės pasiekusi lydymosi temperatūrą.
Šiame eksperimente laipsniškai kintančios PP savybės gali būti dėl šios medžiagos minkštumo. Spartų kompiuterio pasikeitimą gali lemti netinkamo diapazono amplitudė. Reikalingi tolesni eksperimentai, pavyzdžiui, padidinti kompiuterio amplitudės diapazoną arba matuoti suvirinimo siūlės temperatūrą.
Išvada Šiame darbe pateikiamas eksperimentinis metodas ir pagrindas nustatyti minimalią plastikams reikalingą amplitudę. Stipri koreliacija tarp medžiagos lydymosi laiko ir amplitudės bei suvirinimo stiprumo taip pat rodo, kad šis minimalios reikalingos amplitudės įvertinimo metodas yra įmanomas.
