हालांकि उद्योग में संचित अनुभव के आधार पर, कई सामान्य-प्रयोजन सामग्रियों ने डिजाइन आयामों की सिफारिश की है। हालांकि, जैसा कि नव विकसित विशेष सामग्री तेजी से बढ़ रही है, यह आशा की जाती है कि सामग्री के लिए आवश्यक न्यूनतम आयाम निर्धारित करने के लिए एक प्रयोगात्मक विधि होगी। यहां, हम न्यूनतम आवश्यक आयाम निर्धारित करने के लिए एक व्यवहार्य विधि पेश करते हैं। वेल्डिंग हेड का आउटपुट आयाम उपकरण की आवृत्ति, ट्रांसड्यूसर के आउटपुट आयाम, आयाम मॉड्यूलेटर (सींग) के परिवर्तन अनुपात और वेल्डिंग हेड के आकार के डिजाइन पर निर्भर करता है। एक विशिष्ट वेल्डिंग हेड डिज़ाइन विधि है: सामग्री की थकान सीमा तनाव से कम की स्थिति के तहत, वेल्डिंग हेड डिज़ाइन परिवर्तन अनुपात जितना बड़ा होगा, बेहतर (यानी, आउटपुट आयाम जितना बड़ा होगा, उतना ही बेहतर)। यदि आपको आयाम को कम करने की आवश्यकता है, तो आयाम न्यूनाधिक को छोटे अनुपात के साथ बदलें या आयाम को कम करने के लिए वोल्टेज को समायोजित करें।
हालाँकि, इस डिज़ाइन विधि के कुछ नुकसान हैं:
परिवर्तन अनुपात समान रूप से वितरित नहीं किया जा सकता है, अर्थात, वेल्डिंग सिर और आयाम न्यूनाधिक का परिवर्तन अनुपात बहुत भिन्न होता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब वेल्डिंग हेड और एम्पलीट्यूड मॉड्यूलेटर में एक करीबी परिवर्तन अनुपात होता है, तो अल्ट्रासोनिक ट्रिपलेट (ट्रांसड्यूसर + एम्पलीट्यूड मॉड्यूलेटर + वेल्डिंग हेड) के प्रदर्शन में सुधार होगा।
वेल्डिंग हेड ट्रांसफॉर्मेशन अनुपात को कम करने के लिए वोल्टेज को बदलकर, साथ ही यह इलेक्ट्रिक बॉक्स की आउटपुट पावर को कम कर देगा। उदाहरण के लिए, जब आयाम 50% पर सेट किया जाता है, तो 2400W की मूल आउटपुट पावर वाला एक इलेक्ट्रिक बॉक्स वास्तव में 1200W आउटपुट करेगा। अधिभार का कारण बनना आसान है।
बड़े आयामों का उपयोग करने से भागों को अस्वीकार्य क्षति होगी। उदाहरण के लिए, एक छोटे क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में दरारें दिखने में जलन पैदा कर सकती हैं, और झिल्ली, फिल्टर झिल्ली और इलेक्ट्रॉनिक घटकों को नुकसान पहुंचा सकती हैं।
उपरोक्त कारणों से, प्रारंभिक अवस्था में प्लास्टिक के अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के लिए आवश्यक न्यूनतम आयाम को परिभाषित करना बहुत महत्वपूर्ण है।
आयाम गणना प्लास्टिक भाग को प्रेषित आयाम का परिमाण ट्रांसड्यूसर के आउटपुट आयाम, आयाम न्यूनाधिक के अनुपात और वेल्डिंग सिर के अनुपात का उत्पाद है।
ट्रांसड्यूसर का आउटपुट आयाम और आयाम मॉड्यूलेटर का अनुपात अल्ट्रासोनिक उपकरण के निर्माता द्वारा प्रदान किया जाता है और अक्सर तय किया जाता है। लेकिन वेल्डिंग हेड ट्रांसफॉर्मेशन अनुपात को डिजाइन किया जा सकता है।
वेल्डिंग हेड ट्रांसफॉर्मेशन अनुपात में अनुमानित गणना सूत्र है: वेल्डिंग हेड ट्रांसफॉर्मेशन अनुपात=वेल्डिंग हेड नोड के ऊपर द्रव्यमान ÷ वेल्डिंग हेड नोड के नीचे द्रव्यमान। चूंकि सामग्री घनत्व और लंबाई समान है, इसलिए सूत्र को सरल बनाया गया है: वेल्डिंग हेड ट्रांसफॉर्मेशन अनुपात=वेल्डिंग हेड नोड के ऊपर क्रॉस-सेक्शनल एरिया वेल्डिंग हेड नोड × 0.8 के नीचे क्रॉस-सेक्शनल एरिया। 0.8 गुणांक नोड पर पट्टिका संक्रमण के प्रभाव पर विचार करना है।
इस विधि के माध्यम से, निम्नलिखित परीक्षण में वेल्डिंग हेड के सैद्धांतिक आउटपुट आयाम की गणना १३.९um (पीक टू पीक) के रूप में करें। मापा आयाम 15um (शिखर से शिखर) है। दोनों करीब हैं।
परीक्षण प्रक्रिया में, दो सामग्रियों के लिए आवश्यक न्यूनतम आयाम निर्धारित करने के लिए प्रयोग के लिए एक अनाकार सामग्री पीसी और एक अर्ध-क्रिस्टलीय सामग्री पीपी का चयन किया जाता है।
न्यूनतम आयाम परीक्षण निर्धारित करने के लिए सर्वो-संचालित अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग उपकरण बहुत उपयुक्त है। क्योंकि इसका वेल्डिंग हेड होवर कर सकता है, और दबाव माप डेटा उत्पन्न कर सकता है, और अल्ट्रासोनिक कंपन आयाम जैसे डेटा के साथ सहसंबंधित हो सकता है। संक्षेप में,"पिघल-मिलान" डिवाइस का कार्य वेल्डिंग सिर को एक सेट दबाव के साथ उत्पाद से संपर्क करने, अवरोही बंद करने और अल्ट्रासोनिक कंपन को ट्रिगर करने की अनुमति देता है। अल्ट्रासोनिक कंपन को प्लास्टिक वेल्ड की स्थिति में प्रेषित किया जाता है। एक बार जब उपकरण दबाव ड्रॉप को मापता है, तो सतह बहुलक पिघलना शुरू हो जाता है। फिर वेल्डिंग हेड नीचे की ओर बढ़ने लगता है।
हम आम तौर पर मानते हैं कि कांच संक्रमण तापमान से तापमान अधिक होने के बाद अनाकार सामग्री पीसी, तापमान बढ़ने के साथ धीरे-धीरे नरम होने की विशेषता दिखाएगा। अर्ध-क्रिस्टलीय सामग्री पीपी पिघलने बिंदु तक पहुंचने पर अचानक द्रवीभूत हो जाएगी।
इस प्रयोग में, पीपी के धीरे-धीरे बदलते गुण इस सामग्री की कोमलता के कारण हो सकते हैं। पीसी का तेजी से परिवर्तन आयाम के सही सीमा में नहीं होने के कारण हो सकता है। आगे के प्रयोगों की आवश्यकता है, जैसे कि पीसी आयाम सीमा बढ़ाना, या वेल्ड सीम के तापमान को मापना।
निष्कर्ष यह कार्य प्लास्टिक के लिए आवश्यक न्यूनतम आयाम निर्धारित करने के लिए एक प्रयोगात्मक विधि और रूपरेखा प्रदान करता है। सामग्री के पिघलने के समय और आयाम और वेल्डिंग शक्ति के बीच मजबूत सहसंबंध यह भी दर्शाता है कि न्यूनतम आवश्यक आयाम का अनुमान लगाने की यह विधि संभव है।
