Bagaimana Mesin Las Ultrasonik Menghasilkan Panas?
Teknologi pengelasan ultrasonik adalah teknologi umum di bidang pengelasan plastik karena keunggulan ekonomi, keandalan, dan integrasi otomatisasi yang mudah. Tidak seperti sumber panas tradisional, yang menghasilkan panas dalam kontak langsung dengan plastik, pengelasan ultrasonik menghasilkan panas melalui gesekan.
1. Amplitudo, frekuensi dan panjang gelombang
Dalam pengelasan ultrasonik, gelombang longitudinal ditransmisikan dalam bentuk frekuensi tinggi, menghasilkan getaran mekanis dengan amplitudo rendah. Energi listrik dari mesin las diubah menjadi energi mekanik untuk gerak bolak-balik. Untuk memahami hubungan antara amplitudo, frekuensi dan panjang gelombang, dan bagaimana hubungannya dengan pembangkitan panas, kita perlu memahami komponen utama mesin las ultrasonik.
Komponen utama dari mesin las ultrasonik adalah generator listrik, transduser, modulator amplitudo (kadang-kadang disebut tanduk) dan kepala las. Generator daya mengubah catu daya 50-60Hz dengan tegangan 120V/240V menjadi catu daya yang beroperasi pada 20-40Khz dengan tegangan 1300V. Energi ini disuplai ke transduser, yang menggunakan keramik piezoelektrik berbentuk cakram untuk mengubah energi listrik menjadi getaran mekanis, yaitu ketika arus frekuensi tinggi melewati keramik piezoelektrik, keramik piezoelektrik akan menghasilkan perpindahan regangan.
Konverter mentransmisikan getaran ke modulator amplitudo. Modulator amplitudo menguatkan amplitudo gelombang ultrasonik dan terus mentransmisikannya ke kepala las. Klakson terus memperkuat amplitudo gelombang ultrasonik dan membuat kontak dengan bagian tersebut.
Pada akhirnya, energi ditransfer ke lokasi rusuk yang dilas dari dua bagian rakitan. Karena rusuk las dirancang dengan titik yang tajam, energi terkonsentrasi pada titik titik, dan panas gesekan dihasilkan di bawah tekanan. Panas ini dihasilkan oleh dua jenis gesekan, satu adalah gesekan permukaan antara bahan bagian atas dan bawah, dan yang lainnya adalah gesekan antarmolekul di dalam bahan. Panas yang dihasilkan oleh gesekan inilah yang menyebabkan bagian atas dan bawah meleleh dan menyatu di lokasi pengelasan.
2. Pahami tingkat pemanasan
Untuk bahan yang sama, tiga faktor menentukan laju pemanasan: frekuensi, amplitudo, dan tekanan pengelasan. Untuk peralatan yang ada, seperti mesin 15Khz, 20Khz, 30Khz atau 40Khz, frekuensinya tetap. Jadi laju pemanasan biasanya dapat diubah dengan tekanan pengelasan. Umumnya, semakin tinggi tekanan, semakin cepat laju pemanasan. Atau, Anda dapat memvariasikan amplitudo, seperti tekanan, semakin besar amplitudo, semakin cepat laju pemanasan.
Tentu saja, tekanan dan amplitudo yang berlebihan juga dapat mempengaruhi kualitas las, seperti menyebabkan degradasi material, kebocoran, retak, dan flash. Oleh karena itu, pengelasan ultrasonik membutuhkan proses optimasi parameter proses. Setelah parameter ditentukan, proses pengelasan dapat mencapai output yang stabil dengan kecepatan cepat dan kekuatan pengelasan yang tinggi. Inilah sebabnya mengapa pengelasan ultrasonik banyak digunakan dalam produksi massal.
3. Waktu, Jarak, Daya dan Energi
Jumlah panas yang dibutuhkan untuk pengelasan tergantung pada jenis material, desain las dan spesifikasi peralatan. Metode tradisional untuk mengontrol panas adalah dengan mengelas dengan mode waktu, yaitu, mengelas untuk waktu tertentu, seperti 0.2-1s (umumnya kurang dari 1 detik). Namun, dengan peralatan pengelasan ultrasonik saat ini, seringkali dimungkinkan untuk mengatur dan memantau jarak pengelasan, daya dan energi. Dengan operator yang terlatih dengan baik, penyesuaian parameter juga dapat dilakukan sesuai dengan kondisi aktual dan bahan yang berbeda, sehingga menghasilkan hasil pengelasan yang konsisten. Ini juga sangat meningkatkan fleksibilitas dan keandalan pengelasan.
