In den letzten Nachrichten wurde eine Konstruktionsmethode zum Ultraschall-Kunststoffschweißen von großen Streifen vorgeschlagen und durch Experimente verifiziert.Erstens ist das Bandschweißhorn sinnvoll in mehrere Einheiten unterteilt, so dass das Design eines geschlitzten Schweißhorns mit komplexer Struktur in das Design einer einfachen Schweißhorneinheit umgewandelt wird.Dann wird das Gelenkelement mit dem Halbwellenschwinger mit gleichem Querschnitt unter Berücksichtigung der Koppelschwingung verglichen.Die Frequenzgleichung des Gelenks wird unter Verwendung des Konzepts der äquivalenten mechanischen Impedanz erhalten.
Abschließend wurde der Einfluss von Schlitzzahl, Schlitzbreite und Schlitzlänge auf das Schwingungsverhalten von Schweißverbindungen anhand der Gleichung untersucht.Gemäß diesem Verfahren wurden mehrere Gruppen von Streifenrillen großer Größe konstruiert und bearbeitet.Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die gemessenen und theoretischen Werte der Resonanzfrequenz der Schweißverbindungen gut übereinstimmen.
Wie in der Abbildung unten gezeigt.Die Länge, Breite und Dicke des Schweißhorns sind L, B bzw. T.Nehmen Sie die z-Achse als Anregungsrichtung des Wandlers an.Bei der Arbeitsfrequenz erzeugt die rechteckige Schweißverbindung Längsschwingungen erster Ordnung in Z-Richtung.Für Bandschweißverbindungen können L≥2T, B und L verglichen werden, sodass die Querschwingung der Schweißverbindungen in X-Richtung vernachlässigt werden kann.
Da die Querschwingung in y-Richtung einen großen Einfluss auf die Längsschwingung hat, wird diese üblicherweise durch Schlitzen simuliert.Das Schweißhorn wird in (n+1) Einheiten unterteilt, indem n Schlitze in Y-Richtung gleichmäßig geöffnet werden.Die Breite und Länge jedes Schlitzes sind W bzw. L2, und die Schlitze sind von den Eingangs- und Ausgangsenden des Schweißhorns l1 bzw. L3 getrennt.Um sicherzustellen, dass jede Einheit völlig gleich ist, sollten Nuten der Breite W /2 an beiden Enden des Querschweißhorns geöffnet werden.Somit ist jede Schweißformeinheit ein zusammengesetztes trapezförmiges Horn mit rechteckigem Querschnitt.Unter der Annahme, dass die Breite an beiden Enden und in der Mitte jeder Einheit D1 und D2 ist, kann aus dem Obigen gesehen werden: L = L1 + L2 + L3
Aufgrund des gleichen Musters zwischen den Elementen wird die Ausgangsamplitude der Schweißnaht auch das Muster vibrieren lassen, und wenn es kombiniert wird, hat das Ultraschallhorn auch dieses Muster, so dass das Design der Ultraschallform auf das Design eines beliebigen vereinfacht wird Element.Außerdem ist es relativ gleichmäßig.Um die Querschwingung wirksam zu unterdrücken und eine feste Steifigkeit des Schweißhorns zu gewährleisten, ist die Breite der Schweißhorneinheit dividiert durch die Nut generell in!/ 8 ~!/ 4 (! ist die Wellenlänge der Längsschwingungsmode erster Ordnung des Schweißhorns), und die ideale Breite des Schlitzes ist ungefähr!/ 25 ~!/20[7] kann die Nutzahl der Schweißnähte nach den oben genannten Kriterien bestimmt werden.Da die Breite der Schweißhorneinheit im Allgemeinen nicht überschritten wird!PI /4, so dass es durch eindimensionale Theorie näherungsweise analysiert werden kann.Jede Schweißeinheit in Einheit 1 kann als aus drei rechteckigen Stäben mit gleichem Querschnitt bestehend angesehen werden.
Als Schweißhorn wurde die Aluminiumlegierung 7075 (E-Modul E=7,17*1010 N/m2, Dichte ρ=2820 kg/m3, Poissonzahl V=0,34) ausgewählt.Die Gleichungen (1) ~ (3) und (6) wurden verwendet, um die Anzahl n, die Länge L2 und die Breite W verschiedener Schlitze zu berechnen.Wenn sich die Resonanzlänge L des Bandschweißhorns mit der Breite B ändert, ändert sich die Resonanzlänge L des Bandschweißhorns mit der Breite B. Die berechnete Resonanzfrequenz f = 20 kHz, L1 = L3 zur Vereinfachung.Wenn die Schlitzlänge und -breite konstant sind, ändert sich die Resonanzlänge mit der Schweißhornbreite, wenn die Schlitznummer unterschiedlich ist.L2 = 60 mm, B = 10 mm.Wie aus FIG.2, für das in FIG.In 1 ist die Resonanzlänge erster Ordnung kleiner als die des ungeschlitzten Schweißhorns, berechnet gemäß der eindimensionalen Theorie (126 mm), und die Resonanzlänge des Schweißhorns nimmt mit der Zunahme der Breite des Schweißhorns zu, aber die Anstieg nimmt allmählich ab.Wenn die Resonanzfrequenz und die Schweißnahtbreite konstant sind, nimmt außerdem die Resonanzlänge der Schweißnaht mit zunehmender Schlitzzahl ab.
Zusätzlich wurden drei Schweißnähte unterschiedlicher Dicke mit der Aluminiumlegierung 7075 (gleiches Material wie oben) bearbeitet.Die Dicke T dieser drei Schweißnähte und die gemessene harmonische Schwingungsfrequenz FM wurden angegeben.Wenn die Dicke des Schweißhorns weniger als ein Viertel der Wellenlänge beträgt (hier 63 mm), beträgt die Abweichung zwischen der gemessenen Frequenz und der Auslegungsfrequenz weniger als 2 %, was die Anforderungen technischer Anwendungen erfüllen kann.
Die lange Band-Ultraschall-Kunststoffschweißverbindung wurde vernünftigerweise in mehrere gleiche Elemente aufgeteilt und die Frequenzgleichung des Verbindungselements wurde durch das Transfermatrixverfahren abgeleitet.Wenn die Breite und die Anzahl und Größe des Schlitzes bekannt sind, kann die Gleichung verwendet werden, um den Streifenstoß bequem zu entwerfen, wodurch eine theoretische Grundlage für die Auslegung des Streifenstoßes bereitgestellt wird.In diesem Beitrag wird auch der Einfluss von Schlitznummer, Schlitzbreite und Schlitzlänge auf die Schweißnahtgröße anhand von Beispielen analysiert.Es ist ersichtlich, dass dieses Verfahren auch einen gewissen Einfluss auf die Optimierungsauslegung der Schweißverbindung hat
Spaltnut nach Bandschweißhorn-Vibrationsanalyse, das Schweißhorn kann in den Endeinheitskörper und die mittlere Einheitszelle unterteilt werden, unter Verwendung der Methode der scheinbaren Elastizitätsmethode und der Wirkung der Übertragungsleitung, die Länge der vier verschiedenen Einheiten sind jeweils angegeben und die In Richtung der hochgradigen Frequenzgleichung kann die Frequenzgleichung verwendet werden, um ein Schweißhorn mit langem Stab zu entwerfen, aber der Konstruktionsprozess ist kompliziert. Die Auswahl einiger Parameter hängt von der Erfahrung ab und ist für die technische Anwendung nicht geeignet.In diesem Dokument wird die Bandschweißverbindung durch vernünftiges Schlitzen in mehrere gleiche Elemente unterteilt, und die Frequenzgleichung des Schweißverbindungselements wird durch das Transfermatrixverfahren erhalten, das eine theoretische Grundlage für die Gestaltung der Bandschweißverbindung liefert.Das Design hat eine einfache theoretische Berechnung und eine offensichtliche physikalische Bedeutung, die eine einfache und einfache Methode für das technische Design von Bändern bietet
Schweißverbindung.
Postzeit: 17. März 2022