¿Cuál es la bocina de soldadura de molde de la máquina de soldadura de plástico por ultrasonidos?

Las bocinas de soldadura ultrasónica juegan un papel clave en la soldadura ultrasónica. Pero, ¿qué tipo de "herramienta"? Cuál es el cuerno de soldadura y cuál es su papel? Vamos a presentarlos uno por uno.

La bocina es una herramienta que transmite efectivamente la vibración a la soldadura de plástico. Tiene las siguientes características:

• Transferencia de energía vibratoria

• Presión de paso

• Amplitud de transmisión

• Proporciona una forma que se ajusta a la forma del producto y, debido a que el plástico es maleable, puede adaptarse al producto en cierta medida.

El diseño y la fabricación de la bocina de soldadura deben ser muy cuidadosos, ya que solo las buenas bocinas de soldadura pueden garantizar buenos resultados de soldadura. Si el diseño de la bocina de soldadura es deficiente (diseño de amplitud, modo de vibración irracional), la fabricación deficiente (selección de material, modificación de frecuencia inadecuada) puede hacer que la bocina de soldadura se rompa.

Cuernos de soldadura de diferentes tamaños.

1. Selección de material de bocina de soldadura y restricciones

Por lo general, la bocina de soldadura está hecha de tres materiales diferentes, cada uno con sus propias propiedades únicas. Elija de acuerdo con los requisitos de uso y las expectativas.

• Aleación de aluminio de tantalio: utilizada en la etapa del proceso de verificación de moldes blandos o en la etapa de producción de lotes pequeños, no puede soportar el estrés mecánico. O una bocina de soldadura grande para peso y costo es una consideración importante. Este es uno de los materiales más utilizados con buenas propiedades mecánicas (dureza y velocidad de propagación ultrasónica) y economía.

• Aleación de titanio y niobio: se utiliza en la etapa de producción a pequeña, mediana y gran escala del producto. Tiene un excelente rendimiento acústico y puede soportar la tensión mecánica máxima de 3 veces la de la aleación de aluminio, y tiene una resistencia al desgaste relativamente excelente. Al mismo tiempo, la resistencia al desgaste se puede aumentar enormemente realizando un tratamiento superficial específico en la superficie de la bocina. A menudo se utiliza para soldar con plásticos de fibra de vidrio.

• Acero aleado de tantalio: utilizado para soldar piezas de plástico que no se pueden aplicar a aleaciones de aluminio y aleaciones de titanio. Tiene alta dureza y mayor resistencia al desgaste y se endurece antes de su uso. Este material se usa a menudo en aplicaciones donde se insertan tornillos metálicos ultrasónicos.

Para obtener los mejores resultados de soldadura, no se recomienda utilizar grandes bocinas de soldadura ultrasónica. Debido a que la salida de amplitud de la superficie de vibración de las bocinas grandes no puede ser estrictamente consistente, se recomienda usar una bocina alimentada por la madre o múltiples bocinas individuales para soldar al soldar productos grandes. Los siguientes puntos también deben tenerse en cuenta al usar la bocina de soldadura:

• salida de amplitud de bocina de soldadura de aleación de aluminio≤ 60 μm;

•  Bocina de soldadura de aleación de titanio, para una bocina de soldadura redonda simple, la amplitud de salida máxima es de 90-120 μm;

• Para bocinas grandes, la adición de ranuras en la cara final de la bocina ayuda a que la salida de amplitud sea más uniforme, mientras que la amplitud de salida máxima es≤60μmetro;

• Para cuernos de soldadura alimentados por madre a gran escala, la amplitud del cuerno de soldadura hembra es≤40μmetro;

• Debes evitar los bordes afilados. Todos los bordes de la bocina de soldadura deben estar redondeados para evitar roturas;

• Debe ensamblar la bocina de soldadura con las herramientas adecuadas.

2. FEA evalúa la calidad de la bocina de soldadura y optimiza

Mediante la simulación avanzada de elementos finitos de FEA, es posible realizar análisis de fallas en la bocina de soldadura durante la fase de diseño, evaluar y optimizar el comportamiento de vibración de la bocina de soldadura, la uniformidad de amplitud de salida y la tensión máxima. Las pruebas han demostrado que la bocina de soldadura se puede evaluar con precisión, mejorando en gran medida la fiabilidad de la bocina de soldadura.

Caso de optimización de amplitud y vibración de bocina de soldadura FEA

Caso de optimización de amplitud y vibración de bocina de soldadura FEA

Tipo y características de la bocina de soldadura.

Existen diferentes tipos de cuernos de soldadura para adaptarse a diferentes necesidades de aplicación. Por ejemplo, una pequeña bocina de soldadura redonda de alta ganancia (salida de alta amplitud) se usa para soldar piezas rectangulares pequeñas; Una bocina de soldadura rectangular grande produce una pequeña amplitud para soldar piezas grandes. Los tipos más comunes son los siguientes:

• Bocina escalonada: hay diferentes secciones en ambos extremos de la bocina de soldadura, y las dos secciones se redondean en la posición de unión de la bocina de soldadura. La bocina escalonada tiene una ganancia alta y una salida de gran amplitud debido a un cambio repentino en el plano del nodo, y la tensión mecánica también es grande. Este tipo de bocina de soldadura es adecuada para soldadura ultrasónica, remachado, desprendimiento y otros procesos.

• Claxon exponencial: La forma del claxon de soldadura cambia de acuerdo con una fórmula exponencial. La sección transversal transita gradualmente, distribuyendo tensiones internas sobre áreas más largas para reducir la tensión máxima. Por lo tanto, una bocina de soldadura tiene una distribución ideal de tensiones y una excelente resistencia a la fatiga. Adecuado para aplicaciones donde la presión de soldadura es alta y la salida de amplitud es pequeña, como las incrustaciones de tornillo de metal.

•  Bocina catenoidea: combina las ventajas de alta ganancia escalonada y baja tensión exponencial. Adecuado para soldar y remachar varias piezas pequeñas.

• Cuernos de soldadura rectangulares o de barra: diseños comunes. Los cuernos rectangulares de pequeño tamaño también suelen pisarse. En general, el ancho de la bocina es mayor de 88 mm. Para evitar la vibración lateral y la tensión de la bocina, es necesario agregar ranuras a la estructura. La bocina rectangular estándar puede tener un tamaño de hasta 250 mm.

• Cuerno circular: Incluye cuernos huecos o sólidos. Por lo general, se usa para piezas de plástico que son redondas en el área soldada. Las bocinas circulares con diámetros superiores a 88 mm suelen agregar ranuras para permitir la vibración axial.