Prinsip dasar pengelasan ultrasonik adalah mengubah energi listrik frekuensi tinggi menjadi energi mekanik getaran frekuensi tinggi. Getaran bolak-balik ini ditransmisikan ke termoplastik atau logam, dan gesekan serta panas dihasilkan pada antarmuka plastik dan plastik, plastik dan logam, atau logam dan logam. Dalam pengelasan ultrasonik, gesekan menghasilkan panas untuk menggabungkan dua permukaan material menjadi satu. Dalam memukau ultrasonik, kepala pengelasan mengontrol aliran plastik cair, membentuk dan menekan bagian. Dalam pemasangan mur ultrasonik, kepala pengelasan menggerakkan mur logam ke dalam plastik. Sistem pengelasan ultrasonik memiliki berbagai opsi konfigurasi, termasuk frekuensi yang berbeda (15Khz-50Khz), kekuatan yang berbeda (600W-4800W), dan berbagai bentuk, seperti mesin las ultrasonik pneumatik, mesin las ultrasonik servo, mesin las genggam, non- mesin las standar, mesin las ultrasonik logam dan sebagainya.
Ada juga banyak faktor yang mempengaruhi keberhasilan pengelasan ultrasonik: cetakan (termasuk kepala pengelasan atas dan cetakan bawah bawah), frekuensi, material, desain las, parameter pengelasan, dan cetakan injeksi bagian.
1. Frekuensi sistem pengelasan Frekuensi sistem pengelasan ultrasonik yang khas adalah 15Khz, 20Khz, 30Khz, 35Khz dan 40Khz. Anda perlu memilih frekuensi pengelasan yang sesuai dengan persyaratan ukuran produk, jenis komponen internal, kekuatan dan penampilan. Secara umum, Anda dapat mengacu pada prinsip-prinsip berikut:
Untuk pengelasan shell produk elektronik kecil dan presisi (termasuk papan PCB dan komponen mikroelektronik), gunakan mesin las 40Khz frekuensi tinggi untuk pengelasan. Mesin las 40Khz memiliki amplitudo yang lebih kecil dan tekanan pengelasan minimum, yang dapat menghindari kerusakan pada komponen elektronik internal produk.
Untuk produk yang berukuran kecil dan membutuhkan tampilan permukaan Kelas A. Itu dilas oleh mesin las 40Khz, yang dapat meningkatkan penampilan karena amplitudo dan tekanan yang kecil.
Untuk pengelasan bagian berukuran sedang dan besar, gunakan mesin las 15Khz atau 20Khz frekuensi rendah.
Untuk bahan yang lebih lembut seperti PP dan produk berdinding tipis dengan kekakuan yang buruk, mesin las 15Khz dengan frekuensi rendah dan amplitudo besar digunakan untuk pengelasan.
Untuk pengelasan medan jauh, yaitu kepala pengelasan jauh dari lapisan pengelasan, misalnya, jika lebih besar dari 12mm, mesin las 15Khz dengan frekuensi rendah dan amplitudo besar digunakan untuk pengelasan.
Mesin las 20Khz cocok untuk pengelasan sebagian besar produk berukuran kecil hingga sedang, dan juga frekuensi ultrasonik yang paling banyak digunakan saat ini.
2. Bahan las plastik ultrasonik hanya cocok untuk las termoplastik. Karena mereka bisa meleleh dalam kisaran suhu tertentu. Plastik termoseting terdegradasi saat dipanaskan dan tidak dapat dilas dengan ultrasound.
Kemampuan las termoplastik tergantung pada kekakuan material atau modulus elastisitas, densitas, koefisien gesekan, konduktivitas termal, kapasitas panas spesifik, temperatur transisi gelas Tg atau temperatur leleh Tm.
Secara umum, plastik kaku menunjukkan kinerja pengelasan medan jauh yang sangat baik karena lebih mudah untuk mengirimkan energi getaran. Akan tetapi, plastik lunak dengan modulus elastisitas rendah lebih sulit dilas karena meredam getaran ultrasonik. Kebalikannya berlaku untuk pengelasan memukau atau spot ultrasonik. Semakin lembut plastiknya, semakin mudah untuk pengelasan memukau atau spot.
Secara umum, plastik dibedakan menjadi dua jenis: non-kristal (amorf) dan kristal. Energi ultrasonik mudah ditransmisikan dalam bahan amorf, sehingga plastik amorf mudah untuk pengelasan ultrasonik. Energi ultrasonik tidak mudah ditransmisikan dalam bahan kristal, sehingga diperlukan amplitudo dan energi yang lebih besar saat mengelas plastik kristal, dan pengelasan harus dirancang dengan cermat.
Faktor-faktor yang selanjutnya dapat mempengaruhi kemampuan solder termasuk kadar air, bahan pelepas cetakan, pelumas, plasticizer, penambah pengisi, pigmen, penghambat api dan aditif lainnya, serta kelas resin yang sebenarnya. Selain itu, perlu diperhatikan pula bahwa derajat kesesuaian antara bahan yang berbeda juga berbeda-beda. Beberapa bahan memiliki tingkat kesesuaian tertentu antara nilai tertentu, sementara yang lain tidak sesuai.
Terakhir, pertimbangkan apakah pengelasan tersebut adalah pengelasan medan dekat atau pengelasan medan jauh. Ketika jarak dari posisi di mana kepala pengelasan menyentuh bagian ke rusuk pengelasan kurang dari 6mm, itu disebut pengelasan medan dekat. Lebih besar dari 6mm' disebut pengelasan medan jauh. Semakin jauh jaraknya, semakin besar redaman getarannya, dan semakin sulit untuk dilas.
3. Desain sambungan las Faktor terpenting dan terpenting yang mempengaruhi pengelasan ultrasonik adalah desain sambungan. Saat komponen berada dalam tahap desain, teknisi harus mempertimbangkan dan mengevaluasi dengan cermat. Sambungan las memiliki berbagai desain, masing-masing dengan karakteristik dan kelebihannya sendiri. Pilihan desain tergantung pada jenis plastik, geometri bagian, persyaratan pengelasan, kemampuan pencetakan injeksi, dan persyaratan tampilan.
Desain sambungan yang khas: desain tulang rusuk pemandu energi segitiga. Ini adalah desain yang paling umum digunakan dalam pengelasan ultrasonik dan desain yang paling mudah untuk disuntikkan. Ini ditandai dengan segitiga terangkat kecil di bidang, dan puncak segitiga 90 atau 60 derajat. Karena desain titik tajamnya mudah untuk memandu dan memusatkan energi getaran, ini disebut tulang rusuk pemandu energi.
Desain jahitan langkah mudah untuk pencetakan injeksi, bagian atas dan bawah dapat diposisikan sendiri, kekuatan pengelasan tinggi, dan bahan cair mengalir ke celah vertikal.
Desain jahitan beralur, bagian atas dan bawah dapat diposisikan sendiri, dengan kekuatan tinggi, karakteristik penyegelan yang baik, dan tidak berkedip di dalam dan di luar. Kerugiannya adalah diperlukan ketebalan dinding tertentu.
Desain jahitan geser umumnya digunakan untuk mengelas produk berukuran lebih kecil yang memerlukan penyegelan berkekuatan tinggi, dan sangat cocok untuk pengelasan plastik kristal.
Sambungan syal, yang biasanya digunakan pada bagian dengan bentuk bulat atau elips, memberikan kekuatan tinggi dan penyegelan tinggi, dan sangat cocok untuk pengelasan plastik kristal.
Untuk menentukan desain las mana yang cocok untuk produk Anda, silakan berkonsultasi dengan insinyur atau penjual dari produsen ultrasonik.
4. Perkakas dan kepala pengelasan Secara umum, pelanggan akan memilih perkakas dan kepala pengelasan dengan merek yang sama dengan mesin las. Bahkan, Anda dapat dengan bebas memilih perkakas dan kepala las yang disediakan merek lain, selama frekuensi kepala las sama dengan peralatannya.
Bahan kepala pengelasan dapat memilih paduan aluminium, paduan titanium dan baja paduan keras. Bahan perkakas dapat memilih paduan aluminium, baja tahan karat dan cetakan resin. Cara memilih material umumnya perlu memperhatikan jenis plastik, kandungan material fiber glass, struktur dan ukuran joint, kekuatan las dan umur pakai. Misalnya, untuk memperpanjang umur, kepala las baja karbida adalah pilihan yang cocok.
