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超声波焊接机异常数据修复技术

超声波塑料焊接采用声学(机械声波)创建摩擦热,生产塑料材料之间的分子键。超声波焊接过程控制的实质是械震动我介绍到利用特定的幅度,力和持续时间的塑料部件。有研究认为熔化率的一致性,对粘结强度有直接影响。更线性的接合速度分布,在稳定的熔化率,更均匀的熔融物的分子结构,和越强焊缝。

接合速度,焊接功率,和力的图形分析已成为固定的范围内的问题,包括不一致焊缝,焊接强度差,非气密密封一个非常有效的工具。这也有助于检测一些涉及声学叠层,电源,和气动系统设备相关的维护问题。

计算机控制的今天超声波焊接设备提供了焊接过程的可视化用焊接曲线图。这是理解和优化焊接过程中一个很好的工具。图1是一个典型的焊接过程曲线图力,电力,和接合速度。该图的曲线图的右边示出的焊接作为能量导向器(蓝色)的进展被压配合部(红色)。由振动和压力产生的摩擦热触发在能量控制器和接触点上的配合部的顶点融化。熔体流动继续进行,直到焊接表面均匀地结合在一起。在速度的降低和接合-速度分布曲线的平坦化的两部分来共同表示该焊接可以在此时被终止。

摩擦热是由焊机的电极臂的振动的振幅和焊接期间施加到部件上的力的控制。的振幅和力量更大,在塑料摩擦加热越大。接合速度分布将取决于塑料材料(阿莫尔定形或半结晶),焊接区或联合设计,并且部分组件的总尺寸和形状。

无定形树脂具有逐步玻璃化转变相(软化和熔融流动),从而导致在接合 - 速度曲线的斜率的较慢的上升。在较长焊接时间更少振幅和力可以用来实现成功键。幅度和力范围通常为无定形树脂很广。

半结晶材料进入其结晶阶段,它有一个清晰地限定熔点之前首先通过它们的无定形阶段。更高的振幅和力量都需要以达到所需的熔体流动。振幅和力量来实现焊接的范围非常窄。

加盟速轮廓曲线与上产生的焊接强度的测试数据,爆破压力,以及外观部分的分析有助于工艺工程师调整焊接幅度和力量。研究表明,在焊接过程中的喇叭的恒定接合速度产生一个更均匀的分子键和更健壮的焊缝。改变振幅和力量将影响接合 - 速度曲线的斜率。此外,如果存在的摩擦热不足,以保持在整个周期相同的速度流动的塑料,这将在接合-速度分布是明显的。作为接合速度(斜率)的变化,工艺工程师可以提高焊接力保持塑的恒定流动。的目标是调整幅度和焊接力,使接合 - 速度分布尽可能是线性的。

功率分布曲线给出保持整个焊接类似恒定的幅度,以在汽车引擎保持加速和恒定速度所需的马力的图所需的功率的可视记录。这个信息被记录在毫秒间隔。在电源的尖锐峰值,与最大发电机功率,或在焊接周期不稳定的电力消耗过多的功耗负面影响了强度,可靠性和焊接的可重复性。因为较高的幅度和/或力的需求更高的功率水平,反之亦然-功率曲线可以告诉焊接系统是否正在不足或过载。

指纹的过程

通过使用这些实时焊接图形工程师可以现在“可视化到优化”他们的焊接工艺。一旦进行了优化,一个焊缝的“指纹”,可以记录并存储文件的特定组装过程。如深度RPN(实际焊接深度),焊接时间,焊接能量,峰值功率,触发位置和最终焊缝的位置所有关键数据进行审查,以确定工艺可重复性和控制限度。这些工艺限制可以提醒操作员或制造工程师时,没有达到预期的焊接质量。

一旦优化焊接过程被建立,在焊接过程数据和图形可被存储为基准(参照图2)。所有后续的焊接周期,然后与参考比较。作为一个故障排除工具,这些信息是分析问题非常宝贵的。

今天的一些计算机控制的焊接系统提供力校准,下降速度校准,线性编码器(旅行)校准和幅度校准。这可以很容易地确定问题是关系到超声波焊接或塑料部分。

在力曲线图的差异会提醒工程师验证焊工的气动系统工作正常。负载细胞用测力计可用于验证和校准焊接力。

下行速度校准将验证是否存在从气动系统或机械的滑动速度的外部影响。阀门,气缸,调节器,和滑动摩擦可能影响接合速度,并将导致在焊接过程中的不一致性。

在功率分布差别将指示大于或小于功率在焊接循环期间在某些点需要。

解决问题

最有意义的焊接工艺图是加入流速剖面。这是实际的熔体流动的真实指示作为零件接合。在斜率突然增加可能表明该联合材料已被压出的方式和部件无意地由彼此(冷成形)滑动。这也将显示为在功率的减小作为喇叭的振动的阻尼被降低和功率输出减小。在醪或剪切接头不当支承侧壁是最常见的例子。

在坡度值的减少意味着速度下降,由于这个过程已经用完了所有的合资细节。进一步的能量被用于预定的连接区域外的熔化区域。这将导致应力开裂和部分标记或从喇叭擦伤。伴随着电力的“尖峰”中的速度的减少可能表明该发电机的电力输出可能不足以为预期焊缝。

由于从发电机的功率需求是成正比的焊接力和振幅,工艺工程师可以验证和校准力和使用光子传感器或激光测量系统来记录在喇叭的面部的实际振幅幅度。如果目标振幅无法到达,则可能是声学叠层(转换器,调压器,焊接喇叭)的问题。这些产品可以单独被交换,以确定问题区域,或者它们可以被测试,以确定根本原因。大多数超声制造商将执行此评价免费的。

为了找到与焊接质量和一致性问题的根源,还应该检查塑料件自己:是否有尺寸公差的变化,模内应力,材料降解,翘曲和汇?寻找在配合件配合的气密性腔至腔的变化以及部件的配合到模具(喇叭和巢)。其他考虑因素包括脱模剂,或在连接区域之外的污染,并在塑料材料可能发生的变化的存在由于厂商或再研磨水平的变化。

 

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