كيفية اختيار المعلمات لحام بالموجات فوق الصوتية？

كيفية اختيار المعلمات لحام بالموجات فوق الصوتية？

السعة A ، الضغط الثابت F ووقت اللحام t ، بالإضافة إلى اختيار قوة الموجات فوق الصوتية والتفاعل بين المعلمات. في اللحام بالموجات فوق الصوتية ، اللحام البقعي هو التطبيق الأكثر شيوعًا. فيما يلي مثال لحام البقعة لمناقشة تأثير المعلمات المختلفة على جودة اللحام.

1. تردد الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية؟ يشير تردد الاهتزاز بشكل رئيسي إلى قيمة تردد الرنين ودقة تردد الرنين. يتراوح تردد الاهتزاز عادة بين 15 و 75 كيلو هرتز. يجب أن يراعي اختيار التردد الخصائص الفيزيائية وسمك المادة المراد لحامها. اللحام أرق ويستخدم تردد اهتزاز أعلى. عندما يكون اللحام أكثر سماكة ، تكون صلابة مادة اللحام وقوة الغلة أقل ، ويتم استخدام تردد الاهتزاز السفلي. هذا لأنه ، في إطار فرضية الحفاظ على وظيفة الصوت دون تغيير ، فإن زيادة تردد الاهتزاز يمكن أن تقلل من السعة ، وبالتالي تقليل تلف التعب الناجم عن الضغط المتناوب للعضو الرفيع. تردد الاهتزاز له تأثير على قوة القص في المفصل. كلما كانت المادة أكثر صلابة وكلما زاد سمكها ، كلما كان تأثير التردد أكثر وضوحًا. تجدر الإشارة إلى أنه مع زيادة التردد ، سيزداد فقدان طاقة التذبذب عالية التردد في النظام الصوتي ، وبالتالي فإن تردد لحام البقعة بالموجات فوق الصوتية عالي الطاقة منخفض نسبيًا ، عادةً في حدود 15 إلى 20 كيلو هرتز . دقة تردد الاهتزاز هي عامل مهم لضمان استقرار جودة مفصل اللحام. بسبب تباين الحمل الميكانيكي أثناء عملية اللحام بالموجات فوق الصوتية ، يحدث تفكيك عشوائي ، مما يؤدي إلى جودة لحام غير مستقرة.

2. السعة A السعة هي واحدة من المعلمات الأساسية في عملية اللحام بالموجات فوق الصوتية. إنه يحدد حجم قوة الاحتكاك ، والتي تتعلق بإزالة غشاء الأكسيد على سطح اللحام ، وتوليد الحرارة الاحتكاكية لسطح المفصل ، وحجم منطقة تشوه البلاستيك ، وحالة طبقة الموائع البلاستيكية. . لذلك ، يكون الاختيار الصحيح لقيمة السعة وفقًا لطبيعة المادة المراد لحامها وسمكها شرطًا أساسيًا للحصول على وصلة موثوقة للغاية. نطاق السعة عموما 5 إلى 25μم. لدى عمال اللحام بالموجات فوق الصوتية المنخفضة الطاقة عمومًا ترددات اهتزاز عالية ، لكن نطاق السعة منخفض. يجب أن تستخدم مواد اللحام منخفضة الصلابة أو اللحامات الأرق سعة أقل. مع زيادة صلابة وسمك المادة ، يجب زيادة السعة المحددة وفقًا لذلك. وذلك لأن حجم السعة يتوافق مع سرعة الحركة النسبية لسطح التلامس للحام ، ويتم تحديد درجة حرارة منطقة اللحام ، وتدفق البلاستيك ، وحجم العمل الاحتكاكي بواسطة سرعة الحركة النسبية. بالنسبة للحام محدد ، هناك مجموعة مناسبة من السعات. عندما تكون السعة A 17μم ، مفصل اللحام لديه أعلى قوة القص ، السعة تنخفض ، والقوة تنخفض. عندما تكون السعة أقل من 6μم ، لم يتم تشكيل المفصل ، والوقت لزيادة تأثير الاهتزاز ليس له أي تأثير. وذلك لأن قيمة السعة صغيرة جدًا وسرعة الحركة النسبية بين اللحامات صغيرة جدًا. عندما تتجاوز قيمة السعة 17μم ، تتناقص قوة مفصل اللحام ، والذي يرتبط بشكل أساسي بتلف التعب داخل المواد المعدنية. لذلك ، السعة كبيرة للغاية ، وقوة القص الاهتزاز تنتقل من القطب الصوت العلوي إلى اللحام يتجاوز الاحتكاك بينهما. القوة ، الاحتكاك المنزلق النسبي بين سونوترودي والشغل ، وكمية كبيرة من التشوه الحراري والبلاستيك ، مما أدى إلى القطب الصوتي العلوي المضمن في اللحام ، مما أدى إلى انخفاض في المقطع العرضي الفعال. تحدد مادة محول الطاقة وهيكل المكثف للحام بالموجات فوق الصوتية سعة اللحام. عندما يتم تحديدها ، يتم تغيير السعة ، عادةً عن طريق ضبط المعلمات الكهربائية للمولد الصوتي. بالإضافة إلى ذلك ، اختيار القيم السعةيرتبط بالمعلمات الأخرى ويجب النظر إليه معًا. يجب الإشارة إلى أنه في نطاق السعة المناسب ، يمكن أن يؤدي استخدام السعة الكبيرة إلى تقصير وقت اللحام إلى حد كبير وتحسين كفاءة إنتاج اللحام.

3. الضغط الثابت F دور الضغط الثابت هو نقل الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية بشكل فعال إلى اللحام من خلال سونوترودي. يختلف مقدار الضغط الثابت المطلوب للحام بالموجات فوق الصوتية حسب نوع المادة. عندما يكون الضغط الساكن منخفضًا جدًا ، نظرًا لأن الموجات فوق الصوتية بالكاد تنتقل إلى اللحام ، فإنه لا يكفي توليد عمل احتكاكي معين في واجهة اللحامين ، وتضيع الطاقة فوق الصوتية بالكامل تقريبًا في السطح المنزلق بين القطب العلوي الصوتية واللحام. من المستحيل تشكيل اتصال فعال. مع زيادة الضغط الثابت ، يتم تحسين حالة انتقال الاهتزاز ، وزيادة درجة حرارة منطقة اللحام ، وتقل مقاومة التشوه للمادة ، ويزداد تدريجياً درجة تدفق البلاستيك. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لزيادة الضغط الضاغط ، فإن مساحة ووصلة التشوه البلاستيكي عند نقطة التلامس تزداد المنطقة وتزداد قوة المفصل. عندما يصل الضغط الثابت إلى قيمة معينة ثم يزيد الضغط ، فإن قوة الوصلة لم تعد تزيد أو تنقص. هذا لأنه عندما يكون الضغط الثابت كبيرًا جدًا ، لا يمكن استخدام طاقة الاهتزاز بشكل معقول ، وتكون قوة الاحتكاك كبيرة جدًا ، وتضعف حركة الاحتكاك النسبية بين اللحامات ، وتقل قيمة السعة ، مما يؤدي إلى منطقة الاتصال بين اللحامات. لم تعد الزيادة أو النقصان ، وسحق المواد يؤدي إلى انخفاض المقطع العرضي الفعلي للمفصل ، مما يقلل من قوة المفصل. في حالة ظروف اللحام الأخرى ، يمكن استخدام الضغط الثابت العالي للحصول على نفس وصلات قوة اللحام في وقت لحام أقصر لأنه يمكن توليد الضغط الثابت العالي عند درجة حرارة منخفضة في المرحلة المبكرة من الاهتزاز. بسبب تشوه البلاستيك. في الوقت نفسه ، يمكن أن يصل استخدام الضغط العالي الثابت إلى أعلى درجة حرارة في وقت قصير وتقصير وقت اللحام.

4. وقت اللحام t وقت اللحام له تأثير كبير على جودة الوصلة. عندما يكون وقت اللحام قصيرًا جدًا ، يكون غشاء الأكسيد الموجود على السطح متأخراً جدًا بحيث لا يمكن تدميره ، ويتشكل عدد قليل فقط من المطبات ، وتكون قوة الوصلة منخفضة جدًا ، ولا يمكن تشكيل المفصل. مع تمديد وقت اللحام ، تزداد قوة مفصل اللحام بسرعة ، ولا يتم تخفيض قيمة القوة خلال وقت لحام معين. ومع ذلك ، عندما يتجاوز وقت اللحام بالموجات فوق الصوتية قيمة معينة ، تقل قوة مفصل اللحام. وذلك لأن المدخلات الحرارية للحام كبيرة للغاية ، ويتم توسيع المنطقة البلاستيكية ، ويتم حبس القطب الصوتي العلوي في اللحام. بالإضافة إلى تقليل مساحة المقطع العرضي لمفصل اللحام ، فهو سهل. يسبب تشققات على سطح وداخل مفصل اللحام. بالنسبة للضغوط الثابتة المختلفة ، يكون وقت اللحام اللازم للحصول على القوة المثلى للمفصل مختلفًا ، ويمكن أن تؤدي زيادة قيمة الضغط الثابتة إلى تقصير وقت اللحام إلى حد ما.

5. قوة اللحام P عند اللحام بالموجات فوق الصوتية ، يعتمد اختيار القوة بشكل أساسي على سماكة اللحام وصلابة المادة. نظرًا لأن قياس القدرة بالموجات فوق الصوتية أمر صعب في التطبيقات العملية ، غالبًا ما يتم استخدام السعة لتمثيل القوة والسعة بالموجات فوق الصوتية والسعة. يمكن تحديد العلاقة بواسطة: P =μSFυ=μSF2Aω/ π= 4μSFA؟ (1) حيث P - قوة الموجات فوق الصوتية ؛ F - ضغط ثابت. S - منطقة مشتركة لحام.υ- السرعة النسبية ؛ أ - السعة ؛μ- معامل الاحتكاك.ω- التردد الزاوي (ω= 2π؟)؛ ؟ - تردد الاهتزاز. في اللحام بالموجات فوق الصوتية ، يتم تحديد السعة من 5 إلى 25μم. عند اختيار مادة محول الطاقة وهيكلها وقوتها ، يرتبط حجم السعة أيضًا بعامل تضخيم المكثف. بشكل عام ، عند تحديد التأثير المتبادل لمعلمات اللحام المختلفة أعلاه ، يمكن تحقيق ذلك من خلال رسم منحنى حرج ، و FIG. 18 هي علاقة حرجة بين الضغط الثابت والقوة. يتم تحديد الضغط الفعلي بشكل عام باستخدام الضغط الثابت عند الحد الأدنى من الطاقة المتاحة وقيمة الطاقة أعلى قليلاً من الحد الأدنى للطاقة المتاحة. إن معلمات اللحام العديدة المذكورة أعلاه ليست معزولة ، ولكنها مؤثرة بشكل متبادل ومترابطة ، ويجب النظر إليها معًا. على سبيل المثال ، في اللحام بالموجات فوق الصوتية للمواد البلاستيكية ، تعتمد جودة المفصل على تفاعل السعة والضغط الثابت وزمن اللحام لمحول الطاقة. يمكن ضبط وقت اللحام t والضغط الثابت لرأس اللحام F ، ويتم تحديد السعة بواسطة محول الطاقة والقرن ، والكميات الثلاثة لها قيمة اختيار مثالية لبعضها البعض. عندما تتجاوز طاقة اللحام قيمة مناسبة ، تكون كمية ذوبان المادة كبيرة ، مما يؤدي إلى تشوه كبير. إذا كانت طاقة اللحام صغيرة جدًا ، فليس من السهل اللحام. بالإضافة إلى معلمات اللحام ، هناك عوامل مثل المواد الصوتية العلوية وحجم الشكل وحالة سطحه لها أيضًا تأثير على جودة اللحام.