Sa huling balita, iminungkahi at napatunayan ng mga eksperimento ang isang paraan ng disenyo ng malalaking sukat na strip ultrasonic plastic welding slotted joint.Una, ang strip welding horn ay makatuwirang nahahati sa ilang mga yunit upang ang disenyo ng slotted welding horn na may kumplikadong istraktura ay nabago sa disenyo ng simpleng welding horn unit.Pagkatapos ang pinagsamang elemento ay inihambing sa kalahating wave oscillator na may pantay na seksyon na isinasaalang-alang ang pagkabit ng vibration.Ang frequency equation ng joint ay nakuha sa pamamagitan ng paggamit ng konsepto ng katumbas na mechanical impedance.
Sa wakas, ang impluwensya ng numero ng puwang, lapad ng puwang at haba ng puwang sa mga katangian ng panginginig ng boses ng mga kasukasuan ng hinang ay pinag-aralan sa pamamagitan ng paggamit ng equation.Ayon sa pamamaraang ito, ang ilang mga grupo ng malalaking sukat na strip grooves ay dinisenyo at machined.Ang mga pang-eksperimentong resulta ay nagpapakita na ang sinusukat at teoretikal na mga halaga ng dalas ng resonance ng mga welded joint ay nasa mabuting pagkakasundo.
Gaya ng ipinapakita sa figure sa ibaba.Ang haba, lapad at kapal ng welding horn ay L, B at T ayon sa pagkakabanggit.Ipagpalagay ang z axis bilang direksyon ng paggulo ng transduser.Sa dalas ng pagtatrabaho, ang rectangular welding joint ay gagawa ng first-order longitudinal vibration sa direksyon ng Z.Para sa mga strip welding joints, maaaring ikumpara ang L≥2T, B at L, kaya maaaring balewalain ang transverse vibration ng welding joints sa direksyong X.
Dahil ang transverse vibration sa y na direksyon ay may malaking impluwensya sa longitudinal vibration, karaniwan itong ginagaya sa pamamagitan ng slotting.Ang welding horn ay nahahati sa (n+1) na mga yunit sa pamamagitan ng pantay na pagbubukas ng mga n slot sa direksyon ng Y.Ang lapad at haba ng bawat slot ay W at L2 ayon sa pagkakabanggit, at ang mga puwang ay pinaghihiwalay mula sa input at output na dulo ng welding horn l1 at L3 ayon sa pagkakabanggit.Upang matiyak na ang bawat yunit ay ganap na pantay, ang mga grooves na may lapad na W /2 ay dapat buksan sa magkabilang dulo ng transverse welding horn.Kaya, ang bawat yunit ng welding mold ay isang tambalang trapezoidal na sungay na may isang hugis-parihaba na seksyon.Ipagpalagay na ang lapad sa magkabilang dulo at sa gitna ng bawat unit ay D1 at D2, makikita ito mula sa itaas: L= L1 + L2 +L3
Dahil sa parehong pattern sa pagitan ng mga elemento, ang output amplitude ng weld ay mag-vibrate din sa pattern, at kapag pinagsama, ang ultrasonic horn ay magkakaroon din ng pattern na ito, upang ang disenyo ng ultrasonic mold ay gawing simple sa disenyo ng anumang elemento.Bilang karagdagan, ito ay medyo pare-pareho.Upang epektibong sugpuin ang transverse vibration at matiyak na ang welding horn ay may fixed stiffness, ang lapad ng welding horn unit na hinati sa groove ay karaniwang nasa!/ 8 ~!/ 4 (! Ay ang wavelength ng first-order longitudinal vibration mode ng welding horn), at ang perpektong lapad ng slot ay tungkol sa!/ 25 ~!/20[7], ang grooving number ng welding joints ay maaaring matukoy ayon sa pamantayan sa itaas.Dahil ang lapad ng welding horn unit sa pangkalahatan ay hindi lalampas!PI /4, kaya maaari itong tinatayang masuri sa pamamagitan ng one-dimensional na teorya.Anumang welding unit sa unit 1 ay maaaring ituring na binubuo ng tatlong rectangular equisectional bar.
Ang aluminyo haluang metal 7075 (Young's modulus E=7.17*1010N/M2 density ρ=2820kg/m3, Poisson's ratio V =0.34) ay napili para sa welding horn.Ang mga equation (1) ~ (3) at (6) ay ginamit upang kalkulahin ang bilang n, haba L2 at lapad W ng iba't ibang mga puwang.Kapag ang resonant length L ng strip welding horn ay nagbabago sa lapad B, ang resonant length L ng strip welding horn ay nagbabago sa lapad B. Ang kinakalkula na resonant frequency f=20kHz, L1=L3 para sa pagiging simple.Kapag pare-pareho ang haba at lapad ng slot, nagbabago ang haba ng resonant sa lapad ng weld horn kapag iba ang numero ng slot.L2 =60mm, W =10mm.Tulad ng makikita mula sa FIG.2, para sa slotted welding horn na ipinapakita sa FIG.1, ang first-order resonance length ay mas maliit kaysa sa unslotted welding horn na kinakalkula ayon sa one-dimensional theory (126mm), at ang resonant na haba ng welding horn ay tumataas sa pagtaas ng lapad ng welding horn, ngunit ang unti-unting bumababa ang pagtaas.Bilang karagdagan, kapag ang resonant frequency at ang weld width ay pare-pareho, ang resonant na haba ng weld ay bumababa sa pagtaas ng slot number.
Bilang karagdagan, ang tatlong welded joint na may iba't ibang kapal ay ginawa gamit ang aluminum alloy 7075 (parehong materyal tulad ng nasa itaas).Ang kapal ng T ng tatlong welded joint na ito at ang sinusukat na harmonic vibration frequency FM ay ibinigay.Kapag ang kapal ng welding horn ay mas mababa sa isang quarter ng wavelength (narito ang 63mm), ang paglihis sa pagitan ng sinusukat na dalas at ang dalas ng disenyo ay mas mababa sa 2%, na maaaring matugunan ang mga kinakailangan ng mga aplikasyon ng engineering.
Ang mahabang strip na ultrasonic plastic welding joint ay makatwirang nahahati sa ilang pantay na elemento at ang frequency equation ng joint element ay nahinuha sa pamamagitan ng transfer matrix method.Kung ang lapad at ang dami at laki ng slot ay alam, ang equation ay maaaring gamitin upang magdisenyo ng strip joint nang maginhawa, kaya nagbibigay ng teoretikal na batayan para sa disenyo ng strip joint.Sinusuri din ng papel na ito ang impluwensya ng slot number, slot width at slot length sa welding joint size sa pamamagitan ng mga halimbawa.Makikita na ang pamamaraang ito ay mayroon ding isang tiyak na impluwensya sa disenyo ng pag-optimize ng welding joint
Split groove pagkatapos ng strip welding horn vibration analysis, ang welding horn ay maaaring nahahati sa end unit body at middle unit cell, gamit ang paraan ng maliwanag na elasticity method at epekto ng transmission line, ang haba ng apat na magkakaibang unit ay ibinibigay ayon sa pagkakabanggit at ang direksyon ng mataas na antas ng frequency equation, ang frequency equation ay maaaring gamitin sa disenyo ng mahabang bar welding horn, ngunit ang proseso ng disenyo ay kumplikado, Ang pagpili ng ilang mga parameter ay depende sa karanasan at hindi maginhawa para sa engineering application.Sa papel na ito, ang strip welding joint ay nahahati sa maraming pantay na elemento sa pamamagitan ng makatwirang slotting, at ang frequency equation ng welding joint element ay nakuha sa pamamagitan ng transfer matrix method, na nagbibigay ng teoretikal na batayan para sa disenyo ng strip welding joint.Ang disenyo ay may simpleng teoretikal na pagkalkula at malinaw na pisikal na kahulugan, na nagbibigay ng simple at madaling paraan para sa disenyo ng engineering ng strip
pinagsamang hinang.
Oras ng post: Mar-17-2022