جستجو در تالارهای گفتگو

جوشكاری اولتراسونیك پلاستیك ها جوشكاری اولتراسونیك شامل استفاده از انرژی صـــــــــــــــوتی با فركانس بالا برای نرم كردن و ذوب كردن ترموپلاستیك ها در منطقه جوش است . قسمت هایی كه باید به یكدیگر جوش داده شوند زیر فشار روی هم نگه داشته شده و تحت ارتعاشات اولتراسونیك با فركانس 20 تا 40 كیلو هرتز قرار می گیرند. موفقیت جوش به طراحـــــــــی مناسب اجزا و مناسب بودن موادی كه جوش داده می شوند بستگی دارد. از آنجا كه جوشكاری اولتراسونیك بسیار سریع است ( كمتر از 1 ثانیه ) و قابلیت اتوماســیون دارد به طور وسیع از آن در صنعت استفاده می شود . برای تضمین سلامت جوش طــــــــراحی مناسب اجزا بخصوص فیكسچرها لازم است . با طراحی مناسب از این روش می توان در تولید انبوه استفاده كرد. یك ماشین جوشكاری اولتراسونیك شامل اجزای زیر است : یك منبع تغذیه ، یك مبدل ، یك آمپــــــــلی فایر تقویت كننده به نام بوستر ، یك وســــــــــــیله تولید صدا یا شیپوره ( horn ) منبع تغذیه فركانس برق شهر 50-60 هرتز را به 20-40 كیلو هرتز می رساند . این انرژی به مبدل می رود و در مبدل دیسك پیزو الكتریك انرژی الكتریكی را به ارتعاش در فركانس اولتـراسونیك تبدیل می كند. اغلب ماشین های اولتــــــراسونیك در فركانسی بالاتر از 20 كیلو هرتز كار می كنند و صدایی تولید می كنند كه گوش انسان قادر به شنیدن آن نیست . امواج تولید شده در مبدل به بوستر رفته و دامنه آن تا حد دلخواه افزایش پیدا می كند و سپس در شیـــپوره ( كه یك وسیله صوتی مكانیكی است) امواج صوتی مستقیماً به قطعه كار منتقل می شود. همچنین شیپوره نقش اعمـال فشار بر روی قطعه را نیز بر عهده دارد.بعد از انتقال امواج صوت به قطعه كار در منطقه اتصال در اثر اصطـــكاك زیاد این انرژی تبدیل به گرما شده و باعث نرم شدن و ذوب پلاستیك و به وجود آمدن جوش میشود. مزایای این روش عبارتند از : - راندمان بالا - تولید بالا با قیمت پایین - سهولت در اتوماسیون - سرعت جوش بالا - تمیز بودن آن مهمترین محدودیت این روش محدودیت در انرژی اعمالی و كوچك بودن عرض شیپوره ( كمتر از 250 میلی متر ) است و در نتیجه طول جوشی كه به وجود میآید كوچك است . موارد استفاده از جوش التراسونیك ترموپلاستیك ها : - جوشكاری ساده یك اتصال - جاسازی یك قطعه در قطعه ای دیگر همرا با اتصال بین آن دو - جوش نقطه ای ورق ها و صفحات پلاستیكی - ... صنایعی كه این نوع جوشكاری در آن كاربرد دارد : - استفاده در صنعت بسته بندی - استفاده در صنعت اتومبیل سازی - استفاده در صنعت پزشكی - استفاده در صنعت اسباب بازی - صنایع مرتبط دیگر منبع : daneshema.com

جوش نقطه‌ای یكی از پركاربردترین نوع جوش مقاومتی می‌باشد. این فرآیند برای اتصال ورق‌های لب روی هم، یا سیم به ورق و یا سیم بر روی سیم بكار برده می شود و در آن قطعه كار بین الكترودها تحت فشار قرار گرفته و جریان توسط تراسفورماتور و بازوها از الكترودها و سپس قطعه كار عبور می كند، این فرآیند كاربرد زیادی در صنایع لوازم خانگی و اتومبیل سازی دارد. در این جوش اتصال دو سطح توسط حرارت و فشار تواماً انجام می گیرد كه وقتی جریان الكتریكی از میان دو قطعه فلزی كه بهم چسبیده اند عبورمی كند، مقاومت زیاد موضعی موجب تولید گرمای فوق العاده زیادی می شود. در صورتی كه جریان كافی بكار رود، فلزات مورد استفاده ابتدا در حالت خمیری قرار گرفته و سپس ذوب می شوند. اگر هنگامی كه دو فلز در حالت خمیری یا مذاب قرار دارند به یكدیگر فشار داده شوند و تا كمی بعد از قطع جریان و خنك شدن در همان وضعیت باقی بمانند، دو قطعه در هم آمیخته شده و به صورت یك قطعه واحد در می آیند، كه در این حالت جوش بصورت دكمه یا دیسك هایی بین دو لایه ورق بوجود می آید كه با توجه به سرعت انجام این عمل، بسیاری از خواص فیزیكی آنها دست نخورده باقی خواهند ماند. عوامل موثر بر جوش نقطه‌ای : تولید گرما در یك تماس الكتریكی به سه فاكتور بستگی دارد كه با این فرمول نشان می‌دهیم Q = RTI2 I = شدت جریان بر حسب آمپر R = مقاومت بر حسب اهم T = زمان بر حسب ثانیه Q = حرارت بر حسب ژول فاكتورهای شدت جریان و زمان از طریق دستگاه جوش قابل كنترل هستند، اما مقاومت الكتریكی به عوامل مختلف بستگی دارد از جمله: جنس و مقاومت قطعه كار فشار بین الكترودها اندازه و فرم و جنس الكترودها چگونگی سطح كار (صافی و تمیزی آن) كاربرد صحیح جوش نقطه ای به عملكرد مناسب و كنترل متغیرهای زیر بستگی دارد: جریان (current) فشار (pressure) زمان (time) مساحت نوك الكترود (contact area electrode) تعادل حرارتی اثر مقاومت ها: در یك پروسه نقطه جوش 7 مقاومت الكتریكی وجود دارد كه در شكل زیر می بینید. مقاومت 1 و 7 مقاومت الكتریكی در الكترودها و هادی ها تا سر ثانویه می باشد . مقاومت 2 و 6 مقاومت الكتریكی تماس الكترود و فلز اصلی است بزرگی این مقاومت به كیفیت سطح در فلز پایه و الكترود بستگی دارد . این مقاومت ناخواسته بوده و باید حتی المقدور آنرا كاهش داد . تمیزی سطح كار و الكترود و نیروی فشاری وارد بر الكترود عوامل تقلیل دهنده این مقاومت می باشند. مقاومت های 3 و 5 مجموع مقاومت های خود فلز پایه است كه مقاومت نسبت مستقیم با ضخامت و نسبت معكوس با سطح مقطعی كه جریان از آن عبور می كند دارد. ( R = p L/A ) این مقاومت ها به ضریب مقاومت الكتریكی و درجه حرارت قطعه كار نیز بستگی دارند. مقاومت 4 مقاومت تماس دو ورق مهمترین قسمت است كه بالاترین مقاومت بوده و از آنجایی كه حرارت تولید شده در این نقطه كمتر منتقل می گردد باعث ایجاد جوش در این ناحیه می شود. فلزات دارای مقاومت الكتریكی كم بوده و درنتیجه مقاومت های اهمیت بیشتری پیدا می كنند. نكته: در محل تماس الكترود و فلز به دو دلیل دما بالا نمی رود: سطح الكترود تمیز شده لذا اتصال بین الكترود و فلز در نقاط كمتری اتفاق می افتد. الكترود مسی با آب سرد می شود. اثر جریان: به دلیل توان دو، جریان الكتریكی بیشترین اثر را در ایجاد گرما دارد كه افزایش آن باعث افزایش جنبش مولكولی و افزایش مقاومت جوش می شود، ولی اگر جریان بیش از اندازه گردد حرارت در ناحیه جوش بسیار بالا رفته و ذوب فلز تا سطح آن گسترش می یابد و فضای خارج از الكترود ذوب شده و در نتیجه باعث پاشیدن فلز مذاب می گردد. پس در این جوش، به جریان كافی برای گرم كردن فلزات و رساندن آنها به حد خمیری نیاز است. مقدار جریان برای جوش را با توجه به ضخامت ورق و كلاس جوش می توان با استفاده از قسمت كنترل جریان كه بر روی دستگاه پیش بینی شده است، تنظیم كرد. اثر حرارت: مجموع حرارت تولید شده متناسب با زمان جوش است بالاجبار مقداری از حرارت به وسیله انتقال به فلز پایه الكترودها تلف خواهد شد، مقدار كمی از تلفات نیز به وسیله تشعشع است. طولانی شدن بیش از اندازه زمان جوش همان اثر شدت جریان بیش از اندازه را بر روی فلز اصلی و الكترودها می گذارد از این گذشته اثری كه در فلز پایه در ناحیه جوش به وجود می آید بیش از اندازه خواهد شد. كم بودن زمان جوش باعث می گردد ناحیه ذوب به دمای مناسب نرسد و در نتیجه عدسی جوش تشكیل نشده یا عدسی تشكیل شده در حد مطلوب نباشد. اثر فشار: در تهیه جوش مقاومتی به دو سری فشار نیاز داریم: الف) فشار جوش ب) فشار چكشی الف) فشار جوش : تأثیر مقاومت R در فرمول حرارت به صورت فشار جوشكاری نمایان می شود كه آن نیز متأثر از مقاومت سطح تماس بین قطعات كار است. قطعات كار در عملیات نقطه جوش، درز جوش و پرس جوش بایستی محكم به یكدیگر در محل جوش بچسبند تا جریان الكتریكی قادر باشد از آنها عبور كند. با افزایش فشار، مقاومت تماس و حرارت تولید شده در فصل مشترك كاهش می یابد. با كاهش حرارت در سطح، شدت جریان و زمان جوش بایستی افزایش یابد تا كاهش مقاومت جبران شود. با افزایش فشار، نسبت بین سطح تماس حقیقی به سطح تماس اسمی افزایش یافته و لذا مقاومت كم می گردد. كاهش فشار بیش از اندازه باعث می شود سطح تماس واقعی دو فلز كم شده و در نتیجه دانسیته جریان بالا رفته و حرارت بیش از اندازه تولید می گردد از سوی دیگر فشار مذاب بین دو قطعه باعث پرتاب شدن مذاب به خارج از ناحیه جوش شده و در جوش جرقه ایجاد می كند. ب) فشار چكشی: فشاری است كه بعد از قطع جریان جوشكاری، قطعات مورد نظر به هم وارد می كنند. تعادل حرارتی: تعادل حرارتی هنگامی رخ می دهد كه ارتفاع ذوب (نفوذ) در دو قطعه كار یكسان باشد. در اكثر كاربردها این حالت اتفاق می افتد ولی در بسیاری از موارد به علل ذیل تعادل حرارتی اتفاق نمی افتد. نسبت ضریب هدایت حرارتی و الكتریكی قطعات كه به هم متصل شده اند. نسبت هندسی در قسمت های اتصال ضریب الكتریكی و حرارتی درالكترودها شكل هندسی الكترودها هنگامی كه قطعات جوش داده می شوند، اگر اختلاف تركیبی یا اختلاف ضخامت یا هر دوی اینها را داشته باشند حرارت نامتقارن خواهد بود. در بسیاری از حالات با طراحی قسمت ها و جنس الكترود، عدم تعادل حرارتی می تواند مینیم گردد. اغلب تعادل حرارتی با كوتاه كردن زمان جوش یا استفاده از جریان های پایین تر كه جوش قابل قبولی را می سازد، بهبود می یابد. سیكل جوشكاری: در حین جوش نقطه ای چهار فاصله زمانی وجود دارد: زمان فشار قبل از جوش: فاصله زمانی ما بین وارد آمدن نیرو تا بكار گرفتن جریان. این زمان برای اطمینان از اتصال كامل الكترودها به قطعه كار و كامل شدن نیروی الكترود قبل از برقراری جریان جوش است. زمان جوش: زمانی كه جریان برای ایجاد یك جوش داخل قطعه برقرار می گردد. زمان نگه داشتن بعد از جوش: زمانی كه بعد از قطع جریان الكترودها هنوز بر روی قطعه كار قرار دارند. در خلال این زمان عدسی جوش جامد و سرد شده و مقاومت آن به حد كفایت می رسد. زمان خاموش: فاصله زمانی بین آزاد شدن الكترودها پس از خنك شدن جوش و آغاز سیكل بعدی را می گویند. برای اصلاح خواص مكانیكی و فیزیكی جوش می توان یكی یا بیش از یكی از حالت های زیر را در سیكل جوش ایجاد نمود. نیروی پیش فشار برای قرار گرفتن الكترودها و قطعات كار با هم عملیات پیش گرم برای كاهش دادن گرادیان دما در زمان شروع جوشكاری زمان سرد كردن و عملیات حرارتی برای بدست آوردن خواص مقاومتی جوش آلیاژهای فولاد سخت شونده عملیات پس گرم برای تنظیم كردن اندازه دانه جوش در فولادها جریان آرام برای سرد شدن (به ویژه در آلیاژهای آلومینیم) از نظر اقتصادی لازم است كه فاكتور زمان حتی المقدور كاهش یابد. مساحت نوك الكترود: اندازه جوش بوسیله مساحتی كه در تماس با نوك الكترودها است كنترل می شود و این مساحت را می توان متناسب با نیازهای هر كار و با استفاده از زوج الكترودهای گوناگون به دلخواه تغییر داد. چگالی جریان فشار: از حاصل تقسیم مقدار جریان عبوری بر سطح مقطع چگالی جریان الكتریكی بر حسب A/mm2 و از تقسیم مقدار نیرو به سطح مقطع چگالی نیرو بر حسب Kg/mm2 بدست می آید. چگالی جریان در واقع بیانگر دو پارامتر مقدار جریان و سطح الكترود در جوشكاری است. انتخاب مقدار مناسب چگالی جریان باعث افزایش راندمان جوش و كم كردن اتلاف انرژی می گردد. هنگامی كه چندین نقطه جوش ایجاد شد معمولاً سطح الكترود قارچی شده و باعث می گردد چگالی جریان الكتریكی از حد مجاز كمتر شده و جوش انجام نشود. برای رفع این نقیصه در سیستم های فرمان افزایش پله ای یا یكنواخت جریان مناسب با تعداد جوش پیش بینی می گردد و در مورد چگالی نیرو نیز با افزایش سطح مقطع الكترود چگالی كاهش پیدا كرده و باعث عدم اجرای جوش می گردد و برای رفع آن از رگولاتورهای تنظیم كننده فشار استفاده می شود.