अल्ट्रासोनिक वेबिंग कटिंग आणि वेल्डिंग तत्त्व अनुप्रयोग

अल्ट्रासोनिक कटिंग आणि वेल्डिंगचे तत्त्व

अल्ट्रासोनिक कटिंग आणि वेल्डिंग हे उद्योगातील अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोगांचे एक उपक्षेत्र आहे आणि त्याच्या पर्यावरणपूरक, कार्यक्षम आणि सौंदर्यपूर्ण वैशिष्ट्यांमुळे त्याचा वापर मोठ्या प्रमाणावर वाढत आहे.

अल्ट्रासोनिक कटिंग आणि वेल्डिंगचे तत्त्व

अल्ट्रासोनिक वेबिंग कटिंग आणि वेल्डिंगमध्ये २०-४०kHz च्या उच्च-वारंवारतेच्या यांत्रिक कंपनाचा वापर केला जातो, जो वेल्डिंग हेडद्वारे वेबिंगच्या संपर्क पृष्ठभागावर ऊर्जा हस्तांतरित करतो. १. ऊर्जा रूपांतरण: अल्ट्रासोनिक जनरेटर विद्युत ऊर्जेचे उच्च-वारंवारतेच्या यांत्रिक कंपनामध्ये रूपांतर करतो, जे अॅम्प्लिट्यूड ट्रान्सफॉर्मरद्वारे वर्धित केले जाते आणि नंतर वेल्डिंग हेडकडे प्रसारित केले जाते. २. घर्षणातून उष्णता निर्मिती: वेल्डिंग हेड वेबिंगवर दाब देतो, ज्यामुळे वेबिंगमधील तंतूंमध्ये उच्च-वारंवारतेचे घर्षण निर्माण होते आणि त्वरित ५००-१०००℃ चे स्थानिक उच्च तापमान निर्माण होते. ३. एकाच वेळी वेल्डिंग आणि कटिंग: उच्च तापमानामुळे वेबिंगचे तंतू (जसे की नायलॉन आणि पॉलिस्टर) वितळतात, तर वेल्डिंग हेडचा दाब वितळलेल्या भागाला घट्ट करतो, ज्यामुळे एक मजबूत वेल्ड थर तयार होतो. जर विशिष्ट कटिंग एज वेल्डिंग हेडसोबत वापरले, तर उच्च तापमान एकाच वेळी वेबिंग कापू शकते, ज्यामुळे एकात्मिक "कटिंग + वेल्डिंग" साध्य होते. ४. थंड करणे आणि आकार देणे: कंपन थांबल्यानंतर, ०.१-०.५ सेकंदांसाठी दाब कायम ठेवला जातो, ज्यामुळे वेल्डिंग केलेला भाग वेगाने थंड होऊन घट्ट होतो आणि कटिंग व वेल्डिंग प्रक्रिया पूर्ण होते. (न्यूमॅटिक सिस्टीम कुशनिंग प्रदान करते, तसेच कटिंग आणि वेल्डिंग प्रक्रियेदरम्यान थंड करणे आणि आकार देणे सुनिश्चित करते.)

अल्ट्रासोनिक कटिंग आणि वेल्डिंग प्रणालीची रचना

सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या अल्ट्रासोनिक प्लास्टिक वेल्डिंग प्रणालीमध्ये तीन मुख्य घटक असतात: एक अल्ट्रासोनिक जनरेटर (इलेक्ट्रिकल बॉक्स), एक अल्ट्रासोनिक ट्रान्सड्यूसर (व्हायब्रेटर), आणि एक अल्ट्रासोनिक मोल्ड (मोल्ड हेड, वेल्डिंग हेड, हॉर्न).

अल्ट्रासोनिक जनरेटर (इलेक्ट्रिकल बॉक्स), अल्ट्रासोनिक ट्रान्सड्यूसर (व्हायब्रेटर), अल्ट्रासोनिक मोल्ड (मोल्ड हेड, वेल्डिंग हेड, हॉर्न)

१. अल्ट्रासोनिक जनरेटर (विद्युत पेटी): मुख्य वीज पुरवठ्याचे स्थिर उच्च-वारंवारता, उच्च-व्होल्टेज आउटपुटमध्ये रूपांतर करते.

२. अल्ट्रासोनिक ट्रान्सड्यूसर (ऑसिलेटर): विद्युत ऊर्जेचे यांत्रिक ऊर्जेत रूपांतर करणारे एक ध्वनिक उपकरण.

३. अॅम्प्लीफायर: पूर्वनियोजित गेन रेशोद्वारे ट्रान्सड्यूसरच्या यांत्रिक कंपनाचा अॅम्प्लिट्यूड बदलला जातो.

४. साचे (वेल्डिंग हेड, हॉर्न): वेल्डिंग आणि कटिंग ॲप्लिकेशन्सच्या गरजेनुसार विशिष्ट मापांमध्ये सानुकूलित केलेले, आणि अल्ट्रासोनिक सिस्टीमच्या अनुनाद आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी ध्वनिक वैशिष्ट्यांसह डिझाइन केलेले. खाली, मी ॲप्लिकेशन्समधील पॅरामीटर ट्यूनिंगची प्रक्रिया स्पष्ट करण्यासाठी काही सूत्रांचा वापर करेन.

ऊर्जा = आयाम * दाब * वेळ * स्थिरांक K = शक्ती * वेळ

वरील सूत्रांवरून असे दिसून येते की, वेल्डिंग आणि कटिंगमध्ये, अल्ट्रासोनिक लहरींचा आयाम (जो जनरेटरवर सेट केला जाऊ शकतो), दाब (हवेचा दाब किंवा इलेक्ट्रिक सिलेंडर टॉर्क, तसेच संरचनात्मक दृढता आणि कडकपणा), आणि लहरींच्या उत्सर्जनाचा कालावधी यांचा वेल्डिंग आणि कटिंगच्या परिणामाशी सकारात्मक संबंध असतो. दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे झाल्यास, जर उत्पादन व्यवस्थित कापले जात नसेल, तर हे पॅरामीटर्स सकारात्मकरीत्या समायोजित केले जाऊ शकतात. याचा अर्थ असा आहे का की हे मापदंड जितके जास्त असतील, तितके चांगले? अर्थातच नाही!

पी = K∗A∗f∗δ, जिथे P वेल्डिंग पॉवर दर्शवते, वॅटमध्ये;

क हा एक स्थिरांक आहे, ज्याचे परिमाण पदार्थाच्या ध्वनी वहन आणि ऊर्जा क्षयाशी संबंधित असते. याचा अर्थ असा की, आपण सामान्यतः असे म्हणतो की वेगवेगळ्या पदार्थांना आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी वेगवेगळ्या पॅरामीटरमध्ये सूक्ष्म बदल करण्याची गरज असते.

अ वेल्ड कटचे क्षेत्रफळ चौरस मीटरमध्ये (㎡) मोजले जाते. हा वेल्ड कटचा संपर्क पृष्ठभाग आहे, त्यामुळे सामान्यतः कटिंग एजची लांबी आणि कोन यावरून हे क्षेत्रफळ निश्चित होते.

च ही अल्ट्रासोनिक वारंवारता आहे, याचा अर्थ असा की सैद्धांतिकदृष्ट्या, उच्च वारंवारता वेल्ड करणे सोपे असते. तथापि, ध्वनिकदृष्ट्या, वारंवारता जितकी जास्त असेल तितके मोठे अॅम्प्लिट्यूड मिळवणे अधिक कठीण असते; याचे एकक Hz आहे.

ड हे आयाम दर्शवते, जे मीटर (m) मध्ये मोजले जाते. सैद्धांतिकदृष्ट्या, जास्त आयामामुळे वेल्डिंग आणि कटिंग अधिक चांगले होते. तथापि, धातूंच्या पदार्थांचे थकवा आयुष्य हे वारंवारता, पदार्थांचे गुणधर्म, ताण, वेळ, दाब आणि कठीणपणा यांच्याशी संबंधित असते आणि म्हणूनच ते इतर मापदंडांमुळे प्रभावित होते.

अल्ट्रासोनिक कटिंग आणि वेल्डिंगच्या परिणामांवर परिणाम करणारे सहा घटक:

दबाव + वेळ + यांत्रिक रचना + उत्पादनाचे साहित्य + डीबगिंग

१. अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग दाब

वेल्डिंग पृष्ठभागावर योग्य दाब दिल्याने वेल्डिंग मटेरियल लवचिक अवस्थेतून प्लास्टिक अवस्थेत जाते, आण्विक आंतरप्रसाराला चालना मिळते आणि वेल्डमधील अवशिष्ट हवा बाहेर काढली जाते, ज्यामुळे वेल्ड पृष्ठभागाची सीलिंग कार्यक्षमता वाढते. हा दाब सामान्यतः 0.5 MPa पेक्षा जास्त नसतो.

२. अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग/कटिंग वेळ (तरंग उत्सर्जन वेळ)

वितळण्यासाठी योग्य वेळ आणि थंड होण्यासाठी पुरेसा वेळ आवश्यक आहे. उष्णता स्थिर असताना, अपुऱ्या वेळेमुळे वेल्डिंग अपूर्ण राहते, तर जास्त वेळेमुळे वेल्डमेंटमध्ये विकृती, स्लगचा ओव्हरफ्लो आणि कधीकधी वेल्ड न झालेल्या भागांमध्ये हॉट स्पॉट्स (रंग बदलणे) निर्माण होतात. पुरेसे आण्विक विसरण आणि संलयन सुनिश्चित करण्यासाठी, वेल्ड पृष्ठभागाने पूर्णपणे वितळलेल्या अवस्थेपर्यंत पोहोचण्याकरिता पुरेशी उष्णता शोषून घेणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. त्याच वेळी, वेल्डला पुरेशी मजबुती मिळण्यासाठी थंड होण्याकरिता पुरेसा वेळ आवश्यक असतो.

३. अल्ट्रासोनिक अॅम्प्लिट्यूड

४. यांत्रिक रचना

फ्रेम निर्मितीची अचूकता आणि स्थिरता यांचा वेल्डिंगच्या परिणामावर थेट परिणाम होतो, विशेषतः काही अचूक उत्पादनांसाठी, जिथे यांत्रिक रचना उत्पादनाच्या अचूकतेशी जुळणे आवश्यक असते.

५. उत्पादनाचे साहित्य

वेल्ड केल्या जाणाऱ्या भागांचे साहित्य, त्यांची रचना, जाडी आणि दाब प्रतिरोध यांसारखे घटक देखील वेल्डिंगच्या परिणामावर थेट परिणाम करतात.

६. उपकरण डीबगिंग

सारांशतः, उत्पादनाला सर्वोत्तम अल्ट्रासोनिक कटिंग आणि वेल्डिंगचे परिणाम मिळवण्यासाठी, उपकरणाचे डीबगिंग ही देखील एक महत्त्वाची हमी आहे. विविध पॅरामीटर्सचे लवचिक जुळवणी आणि समायोजन, तसेच अभियंत्यांद्वारे जागेवरच केले जाणारे डीबगिंग, महत्त्वाची भूमिका बजावतात.