Ultrasonik hörgü kəsmə və qaynaq prinsipinin tətbiqi

Ultrasonik Kəsmə və Qaynaq Prinsipi

Ultrasonik kəsmə və qaynaq sənayedə ultrasəs tətbiqlərinin alt sahəsidir və ekoloji cəhətdən təmiz, səmərəli və estetik cəhətdən xoş xüsusiyyətlərinə görə getdikcə daha geniş istifadə olunur.

Ultrasonik kəsmə və qaynaq prinsipi

Ultrasonik hörgü kəsmə və qaynaq 20-40 kHz yüksək tezlikli mexaniki vibrasiyadan istifadə edərək enerjini qaynaq başlığı vasitəsilə hörgü təmas səthinə ötürür. 1. Enerji Çevrilməsi: Ultrasonik generator elektrik enerjisini yüksək tezlikli mexaniki vibrasiyaya çevirir və bu vibrasiya amplituda transformatoru tərəfindən gücləndirilir və sonra qaynaq başlığına ötürülür. 2. Sürtünmə İstiliyinin Yaranması: Qaynaq başlığı hörgüyə basaraq, hörgü içərisindəki liflər arasında yüksək tezlikli sürtünməyə səbəb olur və dərhal 500-1000℃ lokal yüksək temperatur yaradır. 3. Sinxron Qaynaq və Kəsmə: Yüksək temperatur hörgü liflərini (məsələn, neylon və poliester) əridir, qaynaq başlığı təzyiqi isə ərimiş hissəni sıxlaşdıraraq güclü bir qaynaq təbəqəsi əmələ gətirir. Müəyyən bir kəsici kənar qaynaq başlığı ilə istifadə edildikdə, yüksək temperatur eyni zamanda hörgünü kəsə bilər və inteqrasiya olunmuş "kəsmə + qaynaq" əldə edə bilər. 4. Soyutma və Formalaşdırma: Vibrasiya dayandıqdan sonra təzyiq 0,1-0,5 saniyə saxlanılır və qaynaqlanmış sahənin sürətlə soyumasına və bərkiməsinə imkan verir, kəsmə və qaynaq prosesini tamamlayır. (Pnevmatik sistemlər yastıqlama təmin edir, həmçinin kəsmə və qaynaq prosesi zamanı soyuma və forma verməni təmin edir.)

Ultrasonik kəsmə və qaynaq sisteminin tərkibi

Tez-tez istifadə olunan ultrasəs plastik qaynaq sistemi üç əsas komponentdən ibarətdir: ultrasəs generatoru (elektrik qutusu), ultrasəs çevirici (vibrator) və ultrasəs qəlibi (qəlib başlığı, qaynaq başlığı, buynuz).

Ultrasəs generatoru (elektrik qutusu) Ultrasəs çeviriciləri (vibratorlar), ultrasəs qəlibləri (qəlib başlıqları, qaynaq başlıqları, buynuzlar)

1. Ultrasonik generator (elektrik qutusu): Şəbəkə gücünü sabit yüksək tezlikli, yüksək gərginlikli çıxışa çevirir.

2. Ultrasəs çevirici (osilator): Elektrik enerjisini mexaniki enerjiyə çevirən, enerjini çevirən akustik cihaz.

3. Gücləndirici: Ötürücünün mexaniki vibrasiyasının amplitudası əvvəlcədən hazırlanmış qazanc nisbəti vasitəsilə dəyişdirilir.

4. Qəliblər (qaynaq başlıqları, buynuzlar): Qaynaq və kəsmə tətbiqlərinin ehtiyaclarına uyğun olaraq müəyyən ölçülərə uyğunlaşdırılmış və ultrasəs sisteminin rezonans tələblərinə cavab vermək üçün akustik xüsusiyyətlərlə dizayn edilmişdir. Aşağıda, tətbiqlərdə parametr tənzimləmə fenomenini izah etmək üçün bir neçə düsturdan istifadə edəcəyəm.

Enerji = Amplituda * Təzyiq * Zaman * Sabit K = Güc * Zaman

Yuxarıdakı düsturlar göstərir ki, qaynaq və kəsmə zamanı ultrasəs dalğasının amplitudası (generatorda təyin edilə bilər), təzyiq (hava təzyiqi və ya elektrik silindrinin fırlanma momenti, eləcə də struktur sərtliyi və sərtliyi) və dalğa emissiya müddəti qaynaq və kəsmə effekti ilə müsbət korrelyasiya olunur. Başqa sözlə, məhsul yaxşı kəsilmirsə, bu parametrlər müsbət tənzimlənə bilər. Bu o deməkdirmi ki, bu parametrlər nə qədər yüksəkdirsə, bir o qədər yaxşıdır? Əlbəttə ki, yox!

P = K∗A∗f∗δ, burada P qaynaq gücünü təmsil edir, W ilə;

K sabitdir və onun böyüklüyü materialın səs keçiriciliyi və enerji yayılması ilə əlaqəlidir. Bu o deməkdir ki, biz adətən müxtəlif materialların tələblərə cavab vermək üçün fərqli parametrlərin dəqiq tənzimlənməsinə ehtiyac duyduğunu deyirik.

A kvadrat metr (㎡) ilə ölçülən qaynaq kəsiyinin sahəsini təmsil edir. Bu, qaynaq kəsiyinin təmas səthidir, ona görə də kəsici kənarın uzunluğu və bucağı adətən bu sahəni müəyyən edir.

f ultrasəs tezliyidir, yəni nəzəri olaraq daha yüksək tezlikləri qaynaq etmək daha asandır. Lakin, akustik cəhətdən, tezlik nə qədər yüksəkdirsə, böyük amplituda əldə etmək bir o qədər çətindir; vahid Hz-dir.

d metrlərlə (m) ölçülən amplitudanı təmsil edir. Nəzəri olaraq, daha böyük amplituda daha yaxşı qaynaq və kəsmə ilə nəticələnir. Bununla belə, metal materialların yorğunluq müddəti tezlik, material xüsusiyyətləri, gərginlik, zaman, təzyiq və sərtliklə əlaqədardır və buna görə də digər parametrlərdən təsirlənir.

Ultrasəs kəsmə və qaynaq nəticələrinə təsir edən altı amil:

Təzyiq + Zaman + Mexaniki Quruluş + Məhsul Materialları + Sazlama

1. Ultrasonik qaynaq təzyiqi

Qaynaq səthinə müvafiq təzyiqin tətbiqi qaynaq materialının elastikdən plastikə keçməsinə səbəb olur, molekulyar qarşılıqlı yayılmanı təşviq edir və qalıq havanı qaynaqdan sıxışdırır və bununla da qaynaq səthinin möhürləmə performansını artırır. Təzyiq ümumiyyətlə 0,5 MPa-dan çox olmur.

2. Ultrasonik qaynaq/kəsmə müddəti (dalğa emissiya müddəti)

Müvafiq ərimə müddəti və kifayət qədər soyutma müddəti vacibdir. Sabit istilik çıxışı ilə qeyri-kafi vaxt natamam qaynaqla nəticələnəcək, həddindən artıq vaxt isə qaynağın deformasiyasına, şlak daşmasına və bəzən qaynaqlanmamış ərazilərdə isti nöqtələrə (rəng dəyişikliyinə) səbəb olacaq. Adekvat molekulyar diffuziya və əriməni təmin etmək üçün qaynaq səthinin tam ərimiş vəziyyətə çatmaq üçün kifayət qədər istiliyi udduğundan əmin olmaq vacibdir. Eyni zamanda, qaynağın kifayət qədər möhkəmliyə nail olması üçün kifayət qədər soyutma müddəti lazımdır.

3. Ultrasonik amplituda

4. Mexaniki quruluş

Çərçivə istehsalının dəqiqliyi və sabitliyi, xüsusən də mexaniki quruluşun məhsulun dəqiqliyinə uyğun olması lazım olan bəzi dəqiq məhsullar üçün qaynaq effektinə birbaşa təsir göstərir.

5. Məhsul materialları

Qaynaqlanmış hissələrin materialı, quruluşu, qalınlığı və təzyiq müqaviməti kimi amillər də qaynaq effektinə birbaşa təsir göstərir.

6. Avadanlıqların sazlanması

Nəticə olaraq, bir məhsulun ən yaxşı ultrasəs kəsmə və qaynaq nəticələrinə nail olması üçün avadanlığın sazlanması da vacib bir zəmanətdir. Müxtəlif parametrlərin çevik uyğunlaşdırılması və tənzimlənməsi, eləcə də mühəndislər tərəfindən yerində sazlanması mühüm rol oynayır.