Comment la chaleur de la machine de soudage par ultrasons est-elle générée ?

La technologie de soudage par ultrasons présente les avantages de l'économie, de la fiabilité et de l'intégration facile de l'automatisation, et est une technologie courante pour le soudage des plastiques.

Contrairement aux sources de chaleur traditionnelles qui génèrent de la chaleur au contact direct du plastique, les connexions en cuivre à ultrasons génèrent de la chaleur par pulvérisation.

1. Amplitude, fréquence et longueur d'onde

Dans le soudage par ultrasons, les ondes longitudinales se propagent à des fréquences élevées, entraînant des vibrations mécaniques de faible amplitude. L'énergie électrique de la machine à souder est convertie en énergie mécanique pour un mouvement alternatif. Pour comprendre la relation entre l'amplitude, la fréquence et la longueur d'onde, et leur relation avec la génération de chaleur, nous devons identifier les principaux composants d'une soudeuse à ultrasons.

Les principaux composants d'une soudeuse à ultrasons sont une source d'alimentation, un transducteur, un modulateur d'amplitude (parfois appelé convertisseur d'amplitude) et une tête de soudage. Le générateur convertit une alimentation 50-60Hz avec une tension de 120V/240V en une alimentation 20-40khz avec une tension de 1300V. Cette énergie est introduite dans le capteur, qui convertit l'énergie électrique en vibrations mécaniques à l'aide d'une céramique piézoélectrique en forme de disque qui produit un déplacement de contrainte lorsqu'un courant haute fréquence la traverse.

Le transducteur transmet la vibration au modulateur d'amplitude. Le modulateur d'amplitude amplifie l'amplitude des ondes ultrasonores et continue à la transmettre à la tête de soudage. La pointe de soudure continue d'amplifier l'amplitude des ondes ultrasonores et entre en contact avec la pièce.

L'énergie est transférée aux emplacements des baguettes de soudure des deux parties de l'assemblage. Étant donné que l'électrode est conçue pour être un point où l'énergie est concentrée, le frottement génère de la chaleur sous pression. La chaleur est générée par la friction entre les surfaces supérieure et inférieure du matériau et entre les molécules à l'intérieur du matériau. La chaleur du frottement fait fondre les parties supérieure et inférieure et les assemble à l'endroit de la soudure.

2. Connaître le taux de chauffage

Pour un même matériau, trois facteurs déterminent la vitesse de chauffe : la fréquence, l'amplitude et la pression de soudage. Pour les appareils existants tels que 15Khz, 20Khz, 30khz ou 40Khz, la fréquence est fixe. Par conséquent, la vitesse de chauffage peut généralement être modifiée par la pression de soudage. En général, plus la pression est élevée, plus la vitesse de chauffage est rapide. De plus, vous pouvez modifier l'amplitude, tout comme la pression, plus l'amplitude est élevée, plus le chauffage est rapide.

Bien sûr, une pression et une amplitude excessives peuvent également nuire à la qualité de la soudure, comme la dégradation du matériau, les fuites, les fissures et les déversements. Par conséquent, le soudage par ultrasons nécessite un processus d'optimisation des paramètres de processus. Une fois les paramètres du processus de soudage déterminés, le processus de soudage peut atteindre une sortie stable à haute vitesse et haute résistance. C'est pourquoi le soudage par ultrasons est largement utilisé dans la production de masse.

3. Temps, distance, puissance et énergie

La chaleur requise pour le soudage dépend du type de matériau, de la conception de la soudure et des spécifications de l'équipement. La méthode de contrôle thermique traditionnelle est le soudage selon le mode temporel, c'est-à-dire le soudage pendant un certain temps, tel que 0,2-1 s (généralement moins de 1 s). Cependant, les équipements de soudage par ultrasons d'aujourd'hui permettent souvent également de régler et de surveiller la distance, la puissance et l'énergie de soudage. Des opérateurs correctement formés peuvent également ajuster les paramètres pour des résultats de soudage cohérents en fonction des conditions réelles et des différents matériaux. Cela améliore également considérablement la flexibilité et la fiabilité du soudage.