सामान्य अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग समस्याएं और समाधान

सामान्य अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग समस्याएं और समाधान

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का मूल सिद्धांत उच्च आवृत्ति विद्युत ऊर्जा को उच्च आवृत्ति कंपन यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करना है। यह विनिमय कंपन थर्मोप्लास्टिक या धातु में फैलता है, और घर्षण और गर्मी प्लास्टिक और प्लास्टिक, प्लास्टिक और धातु, या धातु और धातु के इंटरफेस पर उत्पन्न होते हैं।

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग में, घर्षण दो सामग्री सतहों को एक साथ फ्यूज करने के लिए गर्मी उत्पन्न करता है। अल्ट्रासोनिक रिवेटिंग में, वेल्डिंग सिर पिघला हुआ प्लास्टिक के प्रवाह को नियंत्रित करता है, बनाने और भागों को दबाने। अल्ट्रासोनिक अखरोट बढ़ते में, वेल्डिंग सिर प्लास्टिक में धातु अखरोट ड्राइव ।

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग सिस्टम में विभिन्न आवृत्तियों (15Khz-50Khz), विभिन्न शक्तियों (600W-4800W) और विभिन्न रूपों जैसे वायवीय अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग मशीन, सर्वो अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग मशीन, हैंडहेल्ड वेल्डिंग मशीन, गैर-मानक वेल्डिंग मशीन, मेटल अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग मशीन आदि सहित विभिन्न प्रकार के विन्यास विकल्प हैं।

ऐसे कई कारक हैं जो अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग की सफलता को प्रभावित करते हैं: मोल्ड (ऊपरी वेल्डिंग सिर और निचले नीचे मोल्ड सहित), आवृत्ति, सामग्री, वेल्ड डिजाइन, वेल्डिंग पैरामीटर, और भागों के इंजेक्शन मोल्डिंग। इस लेख में, हम 5 मुख्य कारक पेश करते हैं।

1. वेल्डिंग सिस्टम फ्रीक्वेंसी

ठेठ अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग सिस्टम की आवृत्ति 15Khz, 20Khz, 30Khz, 35Khz और 40Khz है । उत्पाद आकार, आंतरिक घटक प्रकार, शक्ति और उपस्थिति की आवश्यकताओं के अनुसार एक उपयुक्त वेल्डिंग आवृत्ति का चयन करना आवश्यक है। आम तौर पर, आप निम्नलिखित सिद्धांतों का उल्लेख कर सकते हैं:

छोटे और सटीक इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों (पीसीबी बोर्डों और माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटकों सहित) शेल वेल्डिंग के लिए, एक उच्च आवृत्ति 40Khz वेल्डिंग मशीन का उपयोग करें। 40Khz वेल्डिंग मशीन में छोटे आयाम और न्यूनतम वेल्डिंग दबाव होता है, जो उत्पाद के आंतरिक इलेक्ट्रॉनिक घटकों को नुकसान से बचा सकता है।

छोटे उत्पादों के लिए जिन्हें कक्षा एक सतह की उपस्थिति की आवश्यकता होती है। यह एक 40Khz वेल्डिंग मशीन है, जो छोटे आयाम और दबाव के कारण उपस्थिति में सुधार कर सकते है द्वारा वेल्डेड है ।

मध्यम आकार के और बड़े आकार के हिस्सों की वेल्डिंग के लिए, कम आवृत्ति 15Khz या 20Khz वेल्डिंग मशीनों का उपयोग करें ।

पीपी जैसे नरम सामग्री के लिए, और खराब कठोरता वाले पतले दीवारों वाले उत्पादों के लिए, कम आवृत्ति और बड़े आयाम के साथ 15Khz वेल्डिंग मशीन वेल्डिंग के लिए उपयोग की जाती है।

दूर-क्षेत्र वेल्डिंग के लिए, यानी, वेल्डिंग हेड वेल्डिंग सीम से बहुत दूर है, उदाहरण के लिए, जब यह 12 मिमी से अधिक है, तो कम आवृत्ति और बड़े आयाम के साथ एक 15Khz वेल्डिंग मशीन वेल्डिंग के लिए उपयोग की जाती है।

20Khz वेल्डिंग मशीन छोटे से मध्यम आकार के अधिकांश उत्पादों वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है, और यह भी सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल अल्ट्रासोनिक आवृत्ति है ।

2. सामग्री

प्लास्टिक की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के लिए, यह केवल थर्मोप्लास्टिक वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है। क्योंकि वे एक विशिष्ट तापमान सीमा में पिघल सकते हैं। थर्मोसेटिंग प्लास्टिक गर्म होने पर नीचा होता है और अल्ट्रासोनिक द्वारा वेल्डेड नहीं किया जा सकता है।

थर्मोप्लास्टिक की वेल्डेबिलिटी सामग्री कठोरता या लोचदार मॉड्यूलस, घनत्व, घर्षण के गुणांक, थर्मल चालकता, विशिष्ट गर्मी क्षमता, ग्लास संक्रमण तापमान टीजी या पिघलने वाले तापमान टीएम पर निर्भर करती है।

आम तौर पर, कठोर प्लास्टिक उत्कृष्ट सुदूर क्षेत्र वेल्डिंग प्रदर्शन प्रदर्शित करते हैं क्योंकि वे कंपन ऊर्जा संचारित करने के लिए आसान कर रहे हैं । हालांकि, कम लोचदार मॉड्यूलस वाले नरम प्लास्टिक को वेल्ड करना मुश्किल होता है क्योंकि वे अल्ट्रासोनिक कंपन को कम करते हैं। अल्ट्रासोनिक रिवेटिंग या स्पॉट वेल्डिंग के लिए विपरीत सच है। प्लास्टिक जितना नरम होता है, रिवेटिंग या स्पॉट वेल्डिंग के लिए यह आसान होता है।

आम तौर पर, प्लास्टिक को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: गैर-क्रिस्टलीय (असंगत) और क्रिस्टलीय। अल्ट्रासोनिक ऊर्जा आसानी से असंगत सामग्री में फैलती है, इसलिए असंगत प्लास्टिक अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के लिए आसान हैं। अल्ट्रासोनिक ऊर्जा आसानी से क्रिस्टलीय सामग्री में प्रेषित नहीं होती है, इसलिए क्रिस्टलीय प्लास्टिक को वेल्डिंग करते समय अधिक आयाम और ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और वेल्ड को सावधानीपूर्वक डिजाइन किया जाना चाहिए।

जिन कारकों से टांका क्षमता को और अधिक प्रभावित किया जा सकता है उनमें नमी की मात्रा, मोल्ड रिलीज एजेंट, लुब्रिकेंट, प्लास्टिसाइज़र, फिलर बढ़ाने वाले, पिगमेंट, लौ रिटांडेंट्स और अन्य योजक, साथ ही वास्तविक राल ग्रेड शामिल हैं। इसके अलावा, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि विभिन्न सामग्रियों के बीच अनुकूलता की डिग्री अलग-अलग है। कुछ सामग्रियों में विशिष्ट ग्रेड के बीच कुछ हद तक अनुकूलता होती है, जबकि अन्य असंगत होते हैं।

अंत में, विचार करें कि क्या वेल्डिंग के पास क्षेत्र वेल्डिंग या दूर क्षेत्र वेल्डिंग है । जब वेल्डिंग सिर से वेल्डिंग पसली की दूरी 6 मिमी से कम होती है, तो इसे नियर फील्ड वेल्डिंग कहा जाता है। 6mm से बड़ा ' दूर क्षेत्र वेल्डिंग कहा जाता है । दूरी जितनी अधिक होगी, कंपन क्षीण हो जाता है और वेल्डिंग उतनी ही कठिन होगी।

3. वेल्डेड संयुक्त डिजाइन

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण और महत्वपूर्ण कारक संयुक्त डिजाइन है। जब भागों डिजाइन चरण में हैं, इंजीनियरों ध्यान से विचार और मूल्यांकन करना चाहिए । अपनी विशेषताओं और फायदों के साथ वेल्डेड जोड़ों के विभिन्न डिजाइन हैं। डिजाइन का विकल्प प्लास्टिक के प्रकार, भाग ज्यामिति, वेल्डिंग आवश्यकताओं, इंजेक्शन मोल्डिंग क्षमताओं, और उपस्थिति आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।

विशिष्ट संयुक्त डिजाइन:

त्रिकोणीय ऊर्जा मार्गदर्शक रिब डिजाइन। यह अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग में सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला डिजाइन और इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए सबसे आसान डिजाइन है। यह विमान पर एक छोटे से उठाए गए त्रिकोण की विशेषता है, त्रिकोण का शीर्ष 90 या 60 डिग्री है। क्योंकि इसके तेज बिंदु डिजाइन का मार्गदर्शन और कंपन ऊर्जा ध्यान केंद्रित करने के लिए आसान है, यह ऊर्जा मार्गदर्शक पसलियों कहा जाता है।

स्टेप सीम डिजाइन, आसान इंजेक्शन मोल्डिंग, सेल्फ पोजिशनिंग अपर और लोअर पार्ट्स, हाई वेल्डिंग स्ट्रेंथ, पिघला हुआ मटेरियल वर्टिकल गैप में बहता है ।

ग्रूव सीम डिजाइन, ऊपरी और निचले हिस्सों को उच्च शक्ति, अच्छी सीलिंग विशेषताओं, और अंदर और बाहर कोई चमकती नहीं है। नुकसान यह है कि एक निश्चित दीवार की मोटाई की आवश्यकता है।

कतरनी सीम डिजाइन आम तौर पर छोटे आकार के उत्पादों है कि उच्च शक्ति सीलिंग की आवश्यकता होती है वेल्डिंग के लिए प्रयोग किया जाता है, और विशेष रूप से क्रिस्टलीय प्लास्टिक वेल्डिंग के लिए उपयुक्त है ।

दुपट्टा जोड़ों, जो आमतौर पर गोल या अंडाकार आकार के साथ भागों पर उपयोग किया जाता है, उच्च शक्ति और उच्च सीलिंग प्रदान करते हैं, और विशेष रूप से क्रिस्टलीय प्लास्टिक वेल्डिंग के लिए उपयुक्त हैं।

(वेल्ड डिजाइन के उपरोक्त विस्तृत विवरण को अनुवर्ती लेख में पेश किया जाएगा)।

यह निर्धारित करने के लिए कि कौन सा वेल्ड डिज़ाइन आपके उत्पाद के लिए उपयुक्त है, कृपया अल्ट्रासोनिक निर्माता के इंजीनियर या विक्रेता से परामर्श करें।

4. टूलिंग और वेल्डिंग सिर

आम तौर पर, ग्राहक वेल्डिंग मशीन के रूप में एक ही ब्रांड के टूलिंग और वेल्डिंग सिर का चयन करेंगे। वास्तव में, आप स्वतंत्र रूप से अन्य ब्रांडों द्वारा प्रदान किए गए टूलिंग और वेल्डिंग हेड का चयन कर सकते हैं, जब तक कि वेल्डिंग हेड की आवृत्ति उपकरण के समान है।

वेल्डिंग सिर सामग्री एल्यूमीनियम मिश्र धातु, टाइटेनियम मिश्र धातु और कठिन मिश्र धातु इस्पात चुन सकते हैं। टूलींग सामग्री एल्यूमीनियम एलॉय, स्टेनलेस स्टील और राल मोल्ड चुन सकते हैं। सामग्री कैसे चुनें, आम तौर पर प्लास्टिक के प्रकार, सामग्री के ग्लास फाइबर सामग्री, संयुक्त की संरचना और आकार, वेल्डिंग ताकत और सेवा जीवन पर विचार करें। उदाहरण के लिए, जीवन का विस्तार करने के लिए, कार्बाइड स्टील वेल्डिंग सिर सबसे अच्छा विकल्प है।

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग सिर को एफईए (परिमित तत्व विश्लेषण) के साथ डिजाइन और अनुकूलित किया जा सकता है, जिससे इंजीनियरों को वास्तविक विनिर्माण से पहले वेल्डिंग हेड के कंपन और तनाव स्तर का मूल्यांकन करने की अनुमति मिलती है। सबसे अच्छा वेल्डिंग हेड डिजाइन एक समान उत्पादन आयाम और न्यूनतम तनाव है। उपरोक्त चित्र में, बाईं ओर की तस्वीर अनुकूलित फ्रंट वेल्डिंग हेड डिजाइन है, और आयाम उत्पादन असमान है। दाईं ओर, अनुकूलन के बाद, आउटपुट आयाम एक समान है।

वेल्डिंग हेड डिजाइन और मैन्युफैक्चरिंग में समरूपता को ध्यान से ध्यान में रखा जाना चाहिए-वेल्डिंग हेड समरूपता महत्वपूर्ण है। असममित वेल्डिंग सिर गैर-अक्षीय कंपन का कारण बनता है। रेडियल कंपन तनाव को बहुत बढ़ाएगा और वेल्डिंग सिर को विफल करने का कारण बनेगा।

अच्छा टूलींग डिजाइन भी बहुत महत्वपूर्ण है। उपकरण में दो मुख्य कार्य हैं: (1) वेल्डिंग सिर के नीचे भागों को संरेखित करें; (2) वेल्डिंग क्षेत्र का कठोरता से समर्थन करें। कठोर समर्थन वेल्ड स्थिति के लिए अल्ट्रासोनिक ऊर्जा को प्रतिबिंबित करने में मदद करता है, यही वजह है कि टूलींग आमतौर पर धातु प्रसंस्करण भागों से बना होता है।

वेल्डिंग सिर के पहनने के प्रतिरोध को बढ़ाने और सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए, वेल्डिंग सिर की सतह को टंगस्टन कार्बाइड या क्रोमियम चढ़ाना के साथ इलाज किया जा सकता है। उत्पाद को बेहतर तरह से फिट करने के लिए टूलींग को अनुभागों में डिजाइन किया जा सकता है।

5. वेल्डिंग पैरामीटर

वेल्डिंग प्रक्रिया के दौरान वेल्डिंग पैरामीटर वेल्डिंग रिजल्ट को प्रभावित करेंगे। इन मापदंडों में आयाम, वेल्डिंग दबाव, ट्रिगर प्रेशर, वेल्डिंग दूरी और वेल्डिंग ऊर्जा शामिल हैं।

प्लास्टिक के विभिन्न प्रकार के विभिन्न आयामों की आवश्यकता होती है। आयाम सॉफ्टवेयर में प्रतिशत सेटिंग द्वारा ठीक-ठाक किया जा सकता है, या एक अलग अनुपात के साथ आयाम मॉड्यूलर को बदलकर एक विस्तृत श्रृंखला में समायोजित किया जा सकता है। वेल्डिंग दबाव घुंडी या सॉफ्टवेयर सेटिंग द्वारा समायोजित किया जा सकता है। ट्रिगर दबाव का मतलब है कि जब वेल्डिंग हेड उत्पाद को दबाता है और दबाव एक निश्चित निर्धारित मूल्य तक पहुंचता है, तो डिवाइस अल्ट्रासाउंड उत्सर्जित करना शुरू कर देता है। इस मान को घुंडी या सॉफ्टवेयर सेटिंग्स के माध्यम से समायोजित किया जा सकता है।

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग प्रक्रिया के लिए कई नियंत्रण विधियां हैं:

टाइम वेल्डिंग मोड, यानी अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग की अवधि निर्धारित करें।

डिस्टेंस वेल्डिंग मोड (पोजीशन वेल्डिंग मोड) यानी वेल्डिंग की दूरी या पोजीशन सेट करें।

एनर्जी वेल्डिंग मोड, जो वेल्डिंग एनर्जी सेट करता है।

विभिन्न उत्पादों पर अलग-अलग वेल्डिंग मोड लागू होते हैं। उदाहरण के लिए, शीट वेल्डिंग ऊर्जा वेल्डिंग मोड को अपनाता है, बड़े आयामी सहिष्णुता वाले उत्पाद दूरी वेल्डिंग मोड को अपनाते हैं, और उच्च सहिष्णुता आवश्यकताओं वाले उत्पाद स्थिति वेल्डिंग मोड को अपनाते हैं।

प्लास्टिक अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग एक विशेष प्रक्रिया है। उत्पाद विकास के प्रारंभिक चरण में, अल्ट्रासोनिक उपकरण निर्माता के साथ सहयोग करना और उत्पाद संरचना और वेल्ड डिजाइन का मूल्यांकन करने के लिए इस क्षेत्र में उपकरण निर्माता के अनुभव का उपयोग करना और नमूनों पर वेल्डिंग परीक्षण करना आवश्यक है। आदेश में बाद में बड़े पैमाने पर उत्पादन की उपज में सुधार करने के लिए।