Una pequeña investigación revela que las máquinas de soldadura de plástico ultrasonidas se pueden comprar en una variedad de frecuencias, incluyendo 15, 20, 27, 30, 35, 40, 50, 60, o 70 KHz. Como si esto no no Crea suficiente confusión, aún más frecuencias están disponibles. Si Dos proveedores potenciales recomiendan diferentes frecuencias, ¿cuál está proporcionando la mejor información? Si Una soldadora ultrasónica de una frecuencia ya está en su lugar, ¿es necesario comprar otra de una frecuencia diferente? ¿En realidad lo hace?

La herramienta adecuada para el trabajo.
Un fabricante de dispositivos médicos compró una máquina de soldadura por ultrasonidos de 20 kHz (Simplemente, como las otras diez máquinas, propiedad) y lo envió a un proveedor con instrucciones para tener herramientas construidas para soldar un cierto ensamblaje eléctrico pequeño. Los herramientas se construyeron para adaptarse a la máquina y en la cuestión, y la producción se programó para comenzar. Cuando La máquina finalmente se ajustó para producir piezas aceptables, un refuerzo de reducción de 0.4 Se instaló la ganancia, el tiempo de soldadura fue menor que 70 milisegundos, la fuerza de la abrazadera fue de aproximadamente 150 newtons (que requieren presión de aire en el cilindro de menos 0.5 bar), y el ajuste de activación de fuerza se estableció en la configuración más baja posible. Era como cazar conejos con un elefante arma.

Cuando Se señaló este hecho, el proveedor se sintió bastante impotente que indica, "este es lo que ellos nos envió a usar ". Dos años más tarde, se formó un grupo de trabajo para abordar la calidad errática proveniente de este proceso. Después de muchas reuniones, los miembros del grupo de trabajo obtuvieron otro proveedor que finalmente le dijo que ellos No tenía la herramienta adecuada para el trabajo

velocidad de calentamiento
La velocidad de calentamiento en la soldadura por ultrasonidos es el resultado de los efectos combinados de la frecuencia, la amplitud y la abrazadera Fuerza. En la mayoría de los casos, el proceso de soldadura por ultrasonidos es una raza entre la destrucción del detalle de la articulación por los efectos combinados de la fuerza de la abrazadera y la amplitud y el calor que se genera por estos Dos efectos. Reflexionado, el plástico debe calentarse lo suficiente como para soldar antes de que el detalle de la articulación esté golpeado Piso.

En la ecuación de la velocidad de calentamiento, la fuerza de la abrazadera y la frecuencia aparecen como multiplicadores. La frecuencia suele ser fija para una máquina determinada, así que Vamos a Vuelve a eso. La velocidad de calentamiento en plástico varía directamente y en proporción a la fuerza de la abrazadera aplicado. Aplique más fuerza de sujeción, y la velocidad de calentamiento aumenta en proporción directa al CAMBIO.

Sin embargo, en la misma ecuación, la velocidad de calentamiento varía con el cuadrado de la amplitud. aumentar la amplitud, y la velocidad de calentamiento aumenta dramáticamente.

un FUERTURA Las leyes de la física producen una relación inversamente proporcional entre la frecuencia de un soldador ultrasónico y su producción. No hay mucha variación del fabricante al fabricante en esto. incluso si hay una diferencia en la salida del convertidor / Transductor Entre entre Máquinas de la misma frecuencia, la física de sonotrode / HERN El diseño resultará en una capacidad de amplitud similar al final de la herramienta

usando la amplitud más alta disponible que produce resultados consistentemente aceptables, daño mínimo de la pieza y largo Sonotrode / Horn La vida suele ser deseable. Utilizar una máquina de una frecuencia diferente básicamente permite adaptar el rango de amplitud disponible a las características de la Asamblea, desde que El cambio en la frecuencia en una dirección tiene mucho menos efecto que El cambio en la amplitud en el otro

Sobre Plásticos
Una consideración importante en el proceso de soldadura por ultrasonidos será el material. Los materiales más suaves simplemente no llevan sonido, así como materiales más duros y requerirán más amplitud de la herramienta para obtener una cantidad de amplitud utilizable a la articulación. Los materiales con temperaturas más altas de fusión también requerirán más amplitud para levantarse a la temperatura de soldadura antes de que se haya ido el detalle conjunto. Elegir una máquina que sea menor en frecuencia y, por lo tanto, más alta en la amplitud a menudo es recomendable con la temperatura suave o alta

Los materiales más rígidos pueden dañarse con una alta amplitud, y pueden calentarse tan rápidamente que el proceso se vuelve incontrolable. La soldadura también puede resultar en soldaduras débiles. Por lo tanto, elegir una máquina de mayor frecuencia puede abordar estos temas.

Limitaciones de diseño de herramientas
Las leyes de la física que gobiernan Sonotrode / Horn El diseño está relacionado con longitud de onda. La mayoría de los factores que reducen el rendimiento acústico tienen que ver con las dimensiones transversales; es decir, dimensiones perpendiculares a la dirección de la amplitud. Si Una herramienta tiene una longitud de onda más larga (menor frecuencia), puede tener más grandes dimensiones.

Otra consecuencia de este factor es que un tamaño de la cara de la herramienta dado, en efecto, será más pequeño en relación con la longitud de onda a las frecuencias más bajas. Así que todas las demás cosas son iguales, una herramienta de frecuencia más baja será más sencilla y potencialmente más duradera que Una herramienta de frecuencia más alta haciendo la misma aplicación.

Las máquinas
Los soldadores de alta frecuencia suelen ejecutar herramientas pequeñas - Haciendo piezas pequeñas y delicadas con gran precisión. Ellos Típicamente tienen diapositivas pequeñas y ligeras impulsadas por cilindros de aire pequeño. Los soldadores de baja frecuencia suelen ejecutar herramientas grandes en amplitudes altas, lo que hace que las partes más grandes sean hechas de materiales más suaves. Ellos Por lo general, tienen ganas de diapositivas grandes impulsadas por cilindros de aire más grande.

El resto de la historia
Volviendo al comienzo del artículo, la respuesta a la historia sobre el fabricante de dispositivos médicos que no Haga que la herramienta adecuada para el trabajo fue cambiar las frecuencias a 40 kHz.

El montaje en sí mismo era bastante pequeño - un cilindro dividido a lo largo que era más pequeño de diámetro un lápiz y en algún lugar alrededor de 30 milímetros en longitud. La soldadura fue delicada porque La pared nominal era bastante delgada y había componentes internos que eran fáciles de dañar.

La soldadora de 20 kHz fue la misma marca y modelar el fabricante utilizado en toda su planta. fue capaz de hacer aproximadamente 2000 Newtons of Skink Force, y se suponía que la configuración mínima de la fuerza de activación era alrededor de 170 Newtons. a menos 70 milisegundos de tiempo de soldadura, la herramienta aún no se había accionado hasta la amplitud completa. Dado este hecho y el refuerzo de reducción, está claro que la Asamblea no necesitó mucha amplitud a la soldadura.

Con una máquina de 40 kHz, amplitud disponible en el convertidor / Transductor cayó aproximadamente por la mitad, y a 1.5 Se usó Booster. El tiempo de soldadura llegó a más de 650 milisegundos - Una situación mucho más controlable. El soldador era capaz de unos 400 newtons de la fuerza de la abrazadera, por lo que aún era muy controlable en aproximadamente 130 newtons, y un entorno de activación de fuerza de aproximadamente 80 newtons funcionaba muy bien.

Desde Cambio de soldadores, la compañía ha realizado millones de partes aceptables con muy pocas temas de calidad. Es increíble How Mucho mejor los resultados son cuando Utiliza la herramienta adecuada para el trabajo

Tom Kirkland Tiene más de veinte años de experiencia como un usuario y proveedor de equipos de ensamblaje de plásticos y herramientas. Ha estado activo en varias sociedades profesionales, es un presidente pasado de la Asociación de la Industria Ultrasónica, y está bien versada en una amplia variedad de plástico Soldadura / Unirse Procesos. Tom ha realizado más de mil sesiones de capacitación de ensamblaje de plásticos, presentaciones de conferencias y conversaciones en muchos países. Actualmente es consultor en soldadura de plástico, y es el propietario de www.tributek.biz, un proveedor de piezas y suministros para plástico Soldadura.