성공적인 초음파 용접에 영향을 미치는 5 가지 요소
1. 용접 주파수
일반적인 용접 주파수 범위는 40kHz ~ 15kHz입니다. 응용 분야의 다양한 매개 변수는 부품에 대한 최적의 용접을 달성하기위한 최상의 장비와 주파수를 결정합니다.
예를 들어 공차가 가까운 작고 섬세한 조립품 (인쇄 회로 기판, 마이크로 전자 부품 등)의 경우 가해지는 압력과 초음파 진동을 최소화 할 수 있으므로 고주파 (예 : 40kHz)가 더 적합합니다. 클래스 A 표면.
저주파 (예 : 15kHz)는 중대형 부품에 적합하며, 고주파 시스템에서 흔히 볼 수있는 것보다 더 먼 장거리 (아래에서 자세히 설명)로 많은 연질 플라스틱을 용접 할 수 있습니다.
20kHz 주파수는 플라스틱 어셈블리에 가장 일반적으로 사용되는 초음파 주파수이며 광범위한 응용 분야와 열가소성 구성 요소에 적합하므로 최대한의 유연성을 제공합니다.
2. 재료 고려 사항
위에서 설명한 초음파 조립의 기본 원리에 따라 열가소성 수지는 특정 온도 범위 내에서 녹기 때문에 초음파로 조립할 수 있습니다. 가열시 열화되는 열경화성 물질은 초음파 조립에 적합하지 않습니다.
열가소성 수지의 용접성은 강성 또는 탄성 계수, 밀도, 마찰 계수, 열전도도, 비열 및 Tm 또는 Tg에 따라 달라집니다.
일반적으로 단단한 플라스틱은 진동 에너지를 쉽게 전달하기 때문에 탁월한 원거리 용접 특성을 나타냅니다. 탄성률이 낮은 연질 플라스틱은 초음파 진동을 약화시켜 용접하기가 더 어렵다.
스테이 킹, 성형 또는 스폿 용접에서는 그 반대입니다. 일반적으로 플라스틱이 부드러울수록 측설, 성형 또는 스폿 용접이 쉬워집니다.
또한 일반적으로 수지는 비정질 또는 결정질로 분류됩니다. 초음파 에너지는 비정질 수지를 통해 쉽게 전달되므로 초음파 용접에 쉽게 적합합니다. 한편, 결정 성 수지는 초음파 에너지를 쉽게 전달하지 못한다. 이러한 이유로 결정 성 수지를 용접 할 때는 더 높은 진폭과 에너지 수준을 사용해야하며 조인트 설계를 특별히 고려해야합니다.
용접성에 추가로 영향을 줄 수있는 변수는 실제 수지 등급과 함께 수분 함량, 이형제, 윤활제, 가소제, 충전제 강화제, 안료, 난연제 및 기타 첨가제입니다.
마찬가지로, 용접되는 재료의 호환성 정도를 결정하는 것이 중요합니다. 특정 재료는 어느 정도의 호환성을 갖지만 모든 등급과 구성이 호환되지는 않으며 일부는 전혀 호환되지 않습니다.
3. 공동 설계 영향
초음파 용접의 가장 중요한 측면은 조인트 설계 (두 결합면의 구성) 일 것입니다. 용접 할 부품이 여전히 설계 단계에 있고 성형 된 부품에 통합 될 때 고려해야합니다. 각각 특정 특징과 장점을 가진 다양한 조인트 디자인이 있습니다. 선택은 플라스틱 유형, 부품 형상, 용접 요구 사항, 가공 및 성형 기능 및 외관과 같은 요인에 의해 결정됩니다.
4. 툴링 및 비품
효과적인 초음파 용접을 달성 할 때 혼과 고정구의 중요성을 과장하기는 어렵습니다.
과거에는 특정 응용 분야에 대한 혼과 고정 장치가 사용 된 용접 프레스에 상관없이 동일한 제조업체에서 제공해야한다는 인식이있었습니다. 오늘날 엔지니어들은 자유롭게 혼합하여 사용할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 용접 주파수가 일치하는 한, 작업에 가장 적합한 툴링은 프레스에있는 이름과 동일하지 않아도됩니다.
공구 제작 재료 옵션에는 알루미늄, 티타늄, 경화 강 및 스테인리스 강이 포함됩니다. 용접되는 플라스틱의 유형, 조인트 크기 및 구성, 용접 강도 및 / 또는 내구성과 같은 요인이 작업에 가장 적합한 재료를 결정합니다. 예를 들어 수명을 늘리기 위해 경화 강을 사용하는 것이 좋습니다.
좋은 조명기 디자인도 필수적입니다. 고정구는 두 가지 주요 목적이 있습니다. 혼 아래 부품을 정렬하고 용접 영역 바로 아래를지지하는 것입니다. 이 지지대에는 초음파 에너지를 용접 평면에 다시 반사시키는 것이 포함되어 있기 때문에 고정구는 종종 금속으로 가공됩니다.
강도와 내구성을 높이기 위해 초경 또는 크롬 도금을 적용 할 수 있습니다. 불규칙한 모양의 부품을위한 윤곽 고정구 및 도구는 대향 부품을 고정, 고정 및 정렬하는 주변 장치와 함께 맞춤형으로 설계 할 수 있습니다. 성형 된 플라스틱 부품에 단단히 고정되도록 세분화되고 조정 가능한 고정물도 제작할 수 있습니다.
5. 용접 매개 변수
용접 프로세스 자체에서 사용중인 시스템 유형에 따라 다양한 용접 매개 변수가 결과에 영향을줍니다. 여기에는 용접이 시간, 에너지 또는 거리에 따라 수행되는지에 따라 진폭 / 압력, 트리거 힘 및 공차 제한이 포함됩니다.
진폭 설정은 진동 진폭을 지정하는 데 사용됩니다. 프레스에 전력을 공급하는 컨트롤러에서 진폭 및 압력 설정을 미세하게 조정할 수있는 반면 부스터 및 압력 컨트롤을 사용하여 주요 조정을 수행 할 수 있습니다.
트리거 힘 압력 설정은 초음파를 트리거하기 위해 도달해야하는 압력을 지정합니다. 지연 타이머, 사전 트리거 모드 및 힘 / 압력 설정과 같은 설정으로이 파라미터를 조정하면 초음파가 실제로 켜지 기 전에 부품이 접촉하는 시간에 영향을 줄 수 있습니다.
용접 시간 (초음파 진동이 실제로 부품에 적용되는 지속 시간) 및 유지 시간 (실제 용접 시간 후 및 초음파로 부품이 올바르게 접착되도록 압력이 유지되는 시간)과 같은 시간 설정 용접이 식을 수 있도록), 초음파가 켜져 있어야하는 시간과 시간에 영향을 미칩니다.
마찬가지로 일부 시스템에서는 사용자가 한계 및 교정 펄스와 같은 에너지 설정을 지정할 수 있으며 일부 시스템에서는 증분, 사전 트리거, 절대 및 한계와 같은 거리 설정도 허용 할 수 있습니다.
보시다시피, 초음파 용접 공정 중에 많은 가동 부품이 작동합니다. 이러한 매개 변수를 조작하면 성공적인 용접과 비효율적 인 용접 또는 크랙 혼의 차이가 발생할 수 있습니다.
