Meskipun berdasarkan akumulasi pengalaman dalam industri, banyak material serba guna yang merekomendasikan amplitudo desain. Namun, karena bahan khusus yang baru dikembangkan meningkat pesat, diharapkan akan ada metode eksperimental untuk menentukan amplitudo minimum yang dibutuhkan untuk bahan tersebut. Di sini, kami memperkenalkan metode yang layak untuk menentukan amplitudo minimum yang dibutuhkan. Amplitudo keluaran kepala pengelasan tergantung pada frekuensi peralatan, amplitudo keluaran transduser, rasio transformasi modulator amplitudo (tanduk), dan desain bentuk kepala pengelasan. Metode desain kepala las yang khas adalah: di bawah kondisi lebih rendah dari tegangan batas kelelahan material, semakin besar rasio transformasi desain kepala las, semakin baik (yaitu, semakin besar amplitudo keluaran, semakin baik). Jika Anda perlu mengurangi amplitudo, ubah modulator amplitudo dengan rasio yang lebih kecil atau sesuaikan tegangan untuk mengurangi amplitudo.
Namun, metode desain ini memiliki beberapa kelemahan:
Rasio transformasi tidak dapat didistribusikan secara merata, yaitu rasio transformasi kepala pengelasan dan modulator amplitudo sangat berbeda. Perlu diperhatikan bahwa bila kepala pengelasan dan modulator amplitudo memiliki rasio transformasi yang dekat, kinerja triplet ultrasonik (kepala pengelasan + modulator amplitudo + transduser) akan ditingkatkan.
Dengan mengubah tegangan untuk mengurangi rasio transformasi kepala pengelasan, pada saat yang sama akan mengurangi daya keluaran kotak listrik. Misalnya, ketika amplitudo diatur ke 50%, kotak listrik dengan daya keluaran asli 2400W sebenarnya akan menghasilkan 1200W. Mudah menyebabkan kelebihan beban.
Menggunakan amplitudo yang besar akan menyebabkan kerusakan yang tidak dapat diterima pada komponen. Misalnya, retakan di area penampang kecil dapat menyebabkan luka bakar, dan dapat menyebabkan kerusakan pada membran, membran filter, dan komponen elektronik.
Untuk alasan di atas, sangat penting untuk menentukan amplitudo minimum yang diperlukan untuk pengelasan plastik ultrasonik pada tahap awal.
Perhitungan amplitudo Besarnya amplitudo yang ditransmisikan ke bagian plastik adalah produk dari amplitudo keluaran transduser, rasio modulator amplitudo dan rasio kepala pengelasan.
Amplitudo keluaran transduser dan rasio modulator amplitudo disediakan oleh pabrikan peralatan ultrasonik dan sering kali diperbaiki. Tetapi rasio transformasi kepala pengelasan dapat dirancang.
Rasio transformasi kepala pengelasan memiliki rumus perhitungan perkiraan: rasio transformasi kepala pengelasan=massa di atas simpul kepala pengelasan ÷ massa di bawah simpul kepala pengelasan. Karena kerapatan material dan panjangnya sama, rumusnya disederhanakan sebagai: rasio transformasi kepala las=luas penampang di atas simpul kepala las ÷ luas penampang di bawah simpul kepala las × 0,8. Koefisien 0,8 untuk mempertimbangkan pengaruh transisi fillet pada node.
Melalui metode ini, hitung amplitudo keluaran teoritis dari kepala pengelasan dalam pengujian berikut sebagai 13.9um (puncak ke puncak). Amplitudo yang diukur adalah 15um (puncak ke puncak). Keduanya dekat.
Dalam proses pengujian, PC bahan amorf dan PP bahan semi-kristal dipilih untuk percobaan guna menentukan amplitudo minimum yang dibutuhkan oleh kedua bahan tersebut.
Peralatan las ultrasonik yang digerakkan servo sangat cocok untuk menentukan uji amplitudo minimum. Karena kepala pengelasannya dapat melayang, dan menghasilkan data pengukuran tekanan, dan berkorelasi dengan data seperti amplitudo getaran ultrasonik. Intinya," Melt-match" Fungsi perangkat memungkinkan kepala pengelasan untuk menghubungi produk dengan tekanan yang ditetapkan, berhenti turun dan memicu getaran ultrasonik. Getaran ultrasonik ditransmisikan ke posisi las plastik. Setelah perangkat mengukur penurunan tekanan, polimer permukaan mulai meleleh. Kemudian kepala pengelasan mulai bergerak ke bawah.
Kami umumnya percaya bahwa PC bahan amorf, setelah suhu lebih tinggi dari suhu transisi gelas, akan menunjukkan karakteristik pelunakan bertahap seiring dengan kenaikan suhu. Bahan PP semi kristalin tiba-tiba akan mencair saat mencapai titik leleh.
Dalam percobaan ini, sifat PP yang berubah secara bertahap mungkin disebabkan oleh kelembutan bahan ini. Perubahan PC yang cepat mungkin disebabkan oleh amplitudo yang tidak berada dalam kisaran yang benar. Eksperimen lebih lanjut diperlukan, seperti meningkatkan rentang amplitudo PC, atau mengukur suhu lapisan las.
Kesimpulan Pekerjaan ini menyediakan metode eksperimental dan kerangka kerja untuk menentukan amplitudo minimum yang dibutuhkan untuk plastik. Korelasi yang kuat antara waktu leleh material dan amplitudo serta kekuatan pengelasan juga menunjukkan bahwa metode estimasi amplitudo minimum yang diperlukan ini layak.
