Как да проектираме ултразвукови заваръчни глави според различни сценарии на приложение?

Проектирането на ултразвукови заваръчни глави за адаптиране към различни сценарии на приложение изисква отчитане на множество ключови фактори. Следват някои основни стъпки в дизайна и ключови точки:

1. Изяснете изискванията за кандидатстване

-Определете вида на материала за заваряване (като пластмаса, метал, композитни материали и др.), разбират неговите физични и химични свойства, включително точка на топене, твърдост, модул на еластичност и др.

-Определете формата, размера и геометричната форма на заварения продукт и мястото на заваряване.

-Ясно дефинирайте изискванията за качество като якост на заваряване и уплътнение.

2. Изберете подходящия режим на вибрация

-Общите режими на вибрация включват надлъжна вибрация, усукваща вибрация и вибрация при огъване. Изберете най-ефективния режим на вибрация въз основа на сценария на приложение и заваръчните материали.

3. Определете геометричната форма на заваръчната глава

-Формата трябва да съответства на зоната на заваряване, за да се гарантира, че енергията може да се предава равномерно към зоната на заваряване.

-За заварени части със сложна форма може да е необходимо да се проектират заваръчни глави със специална форма, като клинове, триъгълници, кръгове и др.

4. Изчислете размера на заваръчната глава

-Въз основа на честотата и дължината на вълната на ултразвука, изчислете дължината, ширината и дебелината на заваръчната глава, за да постигнете резонанс и максимална мощност на енергия.

-Като имате предвид разпространението и затихването на звуковите вълни в заваръчната глава, проектирайте разумно размерите, за да намалите загубата на енергия.

5. Изберете материал за заваръчна глава

-Обичайните материали включват титанова сплав, алуминиева сплав, инструментална стомана и др. Изборът на материали зависи от изискванията на сценария на приложение, като устойчивост на износване, устойчивост на корозия, твърдост и цена.

-За високо-изисквания за якост на заваряване, може да се наложи използването на по-здрави материали.

6. Проектирайте акустично съвпадащ слой

-В някои случаи, за да се подобри ефективността на преноса на енергия, е необходимо да се добави акустичен съгласуващ слой между заваръчната глава и преобразувателя.

7. Провеждане на анализ на крайните елементи (FEA)

-Симулирайте и анализирайте проектираната заваръчна глава с помощта на професионален софтуер, за да предвидите нейните вибрационни характеристики, разпределение на напрежението и разпределение на температурата.

-Оптимизирайте и подобрете дизайна въз основа на резултатите от анализа.

8. Производство и тестване

-Използване на подходящи техники за обработка за производство на заваръчни глави, като CNC обработка, електроерозионна обработка и др.

-Извършете действително изпитване на произведената заваръчна глава, за да проверите дали качеството и производителността на заваряването отговарят на изискванията.

9. Оптимизация и настройка

-Въз основа на резултатите от теста трябва да се направи необходимата оптимизация и настройка на дизайна на заваръчната глава, докато се постигне най-добрият заваръчен ефект.

В обобщение, проектирането на ултразвукови заваръчни глави е сложен процес, който изисква цялостно разглеждане на множество фактори и непрекъсната оптимизация въз основа на практически опит и експериментално тестване, за да отговори на специфичните нужди на различни сценарии на приложение.