การเชื่อมพลาสติกด้วยคลื่นเสียง หมายถึงการใช้อุปกรณ์อัลตราโซนิกเพื่อแปลงพลังงานไฟฟ้าความถี่ต่ำเป็นพลังงานไฟฟ้าความถี่สูงที่ 20-40 kHz , โครงสร้างของเครื่องเชื่อมอัลตราโซนิกทั่วไปแสดงในรูปที่ 1 พลังงานสั่นสะเทือนถูกส่งจากหัวเชื่อมไปยังชิ้นงานพลาสติก และแรงเสียดทานระหว่างชิ้นงานทำให้เกิดความร้อนจำนวนมากเพื่อละลายพื้นผิวเชื่อมของชิ้นงาน ดังนั้น เชื่อมเป็นภาพรวม ความแข็งแรงของรอยต่อใกล้เคียงกับวัสดุที่เชื่อมต่อเพียงชิ้นเดียว และประสิทธิภาพการปิดผนึกนั้นดี ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการใช้พลาสติกและวัสดุคอมโพสิตจำนวนมาก การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกพลาสติกจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เนื่องจากความเร็วในการเชื่อมที่รวดเร็ว คุณภาพของการเชื่อมที่ดี ระบบอัตโนมัติที่ง่ายดาย และความเหมาะสมสำหรับการผลิตจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้เครื่องเชื่อมอัลตราโซนิกสำหรับการเชื่อมพลาสติก แม้ว่าการเตรียมการทั้งหมดจะเพียงพอ แต่ผลการเชื่อมไม่สอดคล้องกัน การเชื่อมไม่เพียงพอ การเชื่อมที่มากเกินไป และปรากฏการณ์การเชื่อมที่ไม่ดีอื่นๆ มักจะเกิดขึ้น
อิทธิพลของวัสดุพลาสติกต่อการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก
การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกไม่สามารถเชื่อมพลาสติกทั้งหมดได้ ซึ่งเป็นข้อ จำกัด ที่ใหญ่ที่สุดของการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก พลาสติกสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: เทอร์โมพลาสติกและเทอร์โมเซ็ต โมเลกุลเทอร์โมพลาสติกมีโครงสร้างเป็นเส้นตรงหรือแตกแขนง และสามารถทำเป็นชิ้นส่วนพลาสติกที่มีรูปร่างที่แน่นอนได้หลังจากให้ความร้อน อ่อนตัว และหลอมเหลว และสามารถคงรูปร่างไว้ได้หลังจากเย็นตัวลง กระบวนการนี้สามารถทำซ้ำและย้อนกลับได้ เทอร์โมพลาสติกที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ โพลิเอทิลีน โพลิโพรพิลีน โพลิเอไมด์ (ไนลอน) และอะคริโลไนไตรล์ (A) -บิวทาไดอีน (B) - สไตรีน (S) เทอร์พอลิเมอร์ (ABS) ในทางกลับกัน พลาสติกเทอร์โมเซตติงจะเกิดปฏิกิริยาเชื่อมขวางเมื่อถูกความร้อน และสายโซ่หลักของโมเลกุลจะถูกผูกมัดทางเคมี ในที่สุดจะกลายเป็นสารที่ไม่ละลายหรือละลาย จากลักษณะของการเชื่อมทั้งสองแบบ การเชื่อมด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเหมาะสำหรับการเชื่อมระหว่างเทอร์โมพลาสติก ไม่ใช่สำหรับพลาสติกเทอร์โมเซตติง นอกจากนี้ สารตัวเติม (แคลเซียมคาร์บอเนต ใยแก้ว อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ ฯลฯ) และสารเติมแต่ง (สารหน่วงไฟ พลาสติไซเซอร์ น้ำมันหล่อลื่น ฯลฯ) ในวัตถุดิบพลาสติกมีผลอย่างมากต่อการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก
1. อิทธิพลของพารามิเตอร์กระบวนการเครื่องเชื่อมอัลตราโซนิกต่อคุณภาพการเชื่อม
สำหรับเครื่องเชื่อมอัลตราโซนิก พลังงานเชื่อมเป็นผลคูณของกำลังและเวลา และกำลังเชื่อมเป็นผลคูณของแรงดัน ความเร็วตก ความถี่และแอมพลิจูด จากหลักการทำงานของคลื่นอัลตราโซนิกจะเห็นได้ว่ากำลังที่แท้จริงของคลื่นอัลตราโซนิกมีขนาดไม่ใหญ่ เวลาในการทำงานสั้น และความร้อนที่เกิดขึ้นมีจำกัด ดังนั้นโดยทั่วไปจึงเหมาะสำหรับวัสดุที่มีจุดหลอมเหลวต่ำเท่านั้น (ต่ำกว่า 400 องศาเซลเซียส). ตามลักษณะของพลาสติกที่เลือก พารามิเตอร์กระบวนการของเครื่องเชื่อมอัลตราโซนิกสามารถปรับได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้ผลการเชื่อมในอุดมคติ
2. อิทธิพลของการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกต่อคุณภาพการเชื่อม
ในระหว่างการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก พลังงานอัลตราโซนิกจะระเบิดในทันที และไม่จำเป็นต้องมีการสั่นสะเทือนและความร้อนโดยรวมของการเชื่อมระหว่างการทำงาน แม้ว่าแรงเสียดทานจากการสัมผัสกับพื้นผิวของชิ้นส่วนเชื่อมสองชิ้นสามารถสร้างพลังงานความร้อนได้ด้วยการเสียดสีอย่างรวดเร็ว ยิ่งพื้นที่สัมผัสมีขนาดใหญ่เท่าใด การกระจายพลังงานก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น และในท้ายที่สุด โครงสร้างโมเลกุลของวัสดุหน้าสุดท้ายจะไม่ถูกทำลายและหลอมรวม ดังนั้นจึงเป็นเพียง จำเป็นต้องคัดเลือกความร้อนที่ส่วนเชื่อม ในระหว่างการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก คลื่นอัลตราโซนิกจะถูกส่งผ่านไปยังพื้นผิวข้อต่อด้วยพลาสติกไปยังพื้นผิวข้อต่อด้วยมุมการนำพลังงาน ซึ่งจะสร้างความร้อนและรอยเชื่อม ดังนั้นการออกแบบโครงสร้างพื้นผิวการเชื่อมของเครื่องเชื่อมอัลตราโซนิกจึงส่งผลต่อความยากในการเชื่อม ลักษณะของจุดเชื่อม ความแข็งแรงในการเชื่อม และประสิทธิภาพการกันน้ำและกันความชื้นหลังการเชื่อม
เทคโนโลยีการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกพลาสติกมีข้อดีหลายประการและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกด้านในประเทศของฉัน และมีความเป็นผู้ใหญ่มากขึ้นเรื่อยๆ อย่างไรก็ตาม มีพารามิเตอร์หลายอย่างที่ต้องควบคุมในกระบวนการเชื่อม เช่น การตั้งค่าพารามิเตอร์กระบวนการของเครื่องเชื่อม การเลือกวัสดุเชื่อม และการออกแบบโครงสร้าง ซึ่งทั้งหมดมีผลกระทบสำคัญต่อ ผลการเชื่อมและผลกระทบเหล่านี้ไม่เป็นเชิงเส้น ในการผลิตรายวัน จำเป็นต้องวัดผลการเชื่อมของพารามิเตอร์ต่างๆ ผ่านการวิเคราะห์การทดสอบอย่างเข้มงวด เพื่อให้ได้วิธีแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุด และในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงความสามารถในการปรับตัวของวัสดุ สำรวจอิทธิพลของพารามิเตอร์กระบวนการต่างๆ ที่มีต่อคุณภาพการเชื่อม และใช้การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกในวงกว้างมากขึ้น