Dans les dernières nouvelles, une méthode de conception de joint fendu de soudage plastique par ultrasons en bande de grande taille a été proposée et vérifiée par des expériences.Premièrement, le cornet de soudage en bande est raisonnablement divisé en plusieurs unités de sorte que la conception du cornet de soudage à fente avec une structure complexe est transformée en la conception d'une simple unité de cornet de soudage.Ensuite, l'élément de joint est comparé à l'oscillateur demi-onde à section égale en tenant compte des vibrations de couplage.L'équation fréquentielle de l'articulation est obtenue en utilisant la notion d'impédance mécanique équivalente.
Enfin, l'influence du nombre, de la largeur et de la longueur des fentes sur les caractéristiques de vibration des joints de soudure a été étudiée à l'aide de l'équation.Selon cette méthode, plusieurs groupes de rainures de bande de grande taille ont été conçus et usinés.Les résultats expérimentaux montrent que les valeurs mesurées et théoriques de la fréquence de résonance des joints soudés sont en bon accord.
Comme le montre la figure ci-dessous.La longueur, la largeur et l'épaisseur du cornet de soudage sont respectivement L, B et T.Supposons que l'axe z est la direction d'excitation du transducteur.À la fréquence de travail, le joint de soudage rectangulaire produira une vibration longitudinale de premier ordre dans la direction Z.Pour les joints de soudure en bande, L≥2T, B et L peuvent être comparés, de sorte que la vibration transversale des joints de soudure dans la direction X peut être ignorée.
Étant donné que la vibration transversale dans la direction y a une grande influence sur la vibration longitudinale, elle est généralement simulée par rainurage.Le cornet de soudage est divisé en (n+1) unités en ouvrant uniformément n fentes dans la direction Y.La largeur et la longueur de chaque fente sont W et L2 respectivement, et les fentes sont séparées des extrémités d'entrée et de sortie du cornet de soudage l1 et L3 respectivement.Pour s'assurer que chaque unité est parfaitement égale, des rainures de largeur W /2 doivent être ouvertes aux deux extrémités du cornet de soudage transversal.Ainsi, chaque unité de moule de soudage est un cornet trapézoïdal composé à section rectangulaire.En supposant que la largeur aux deux extrémités et au milieu de chaque unité est D1 et D2, on peut voir ci-dessus : L= L1 + L2 + L3
En raison du même motif entre les éléments, l'amplitude de sortie de la soudure fera également vibrer le motif, et lorsqu'il est combiné, le cornet à ultrasons aura également ce motif, de sorte que la conception du moule à ultrasons sera simplifiée à la conception de tout élément.De plus, il est relativement uniforme.Afin de supprimer efficacement les vibrations transversales et de s'assurer que le cornet de soudage a une rigidité fixe, la largeur de l'unité de cornet de soudage divisée par la rainure est généralement comprise !/ 8 ~ !/ 4 (! Est la longueur d'onde du mode de vibration longitudinale de premier ordre du cornet de soudage), et la largeur idéale de la fente est d'environ!/ 25 ~ !/20[7], le nombre de rainurage des joints de soudure peut être déterminé selon les critères ci-dessus.Parce que la largeur de l'unité de cornet de soudage ne dépasse généralement pas !PI /4, il peut donc être approximativement analysé par la théorie unidimensionnelle.Toute unité de soudage dans l'unité 1 peut être considérée comme constituée de trois barres rectangulaires équisectionnelles.
L'alliage d'aluminium 7075 (module d'Young E=7,17*1010N/M2 densité ρ=2820kg/m3, coefficient de Poisson V=0,34) a été sélectionné pour le cornet à souder.Les équations (1) ~ (3) et (6) ont été utilisées pour calculer le nombre n, la longueur L2 et la largeur W des différentes fentes.Lorsque la longueur de résonance L du cornet de soudage en bande change avec la largeur B, la longueur de résonance L du cornet de soudage en bande change avec la largeur B. La fréquence de résonance calculée f = 20 kHz, L1 = L3 pour plus de simplicité.Lorsque la longueur et la largeur de la fente sont constantes, la longueur de résonance change avec la largeur du cornet de soudure lorsque le numéro de la fente est différent.L2 =60mm, W =10mm.Comme on peut le voir sur la Fig.2, pour le cornet de soudage fendu représenté sur la Fig.1, la longueur de résonance de premier ordre est inférieure à celle du cornet de soudage sans fente calculé selon la théorie unidimensionnelle (126 mm), et la longueur de résonance du cornet de soudage augmente avec l'augmentation de la largeur du cornet de soudage, mais le l'augmentation diminue progressivement.De plus, lorsque la fréquence de résonance et la largeur de soudure sont constantes, la longueur de résonance de la soudure diminue avec l'augmentation du nombre de fentes.
De plus, trois joints soudés d'épaisseur différente ont été usinés avec de l'alliage d'aluminium 7075 (même matériau que ci-dessus).L'épaisseur T de ces trois joints soudés et la fréquence de vibration harmonique mesurée FM ont été données.Lorsque l'épaisseur du cornet de soudage est inférieure au quart de la longueur d'onde (ici 63 mm), l'écart entre la fréquence mesurée et la fréquence de conception est inférieur à 2 %, ce qui peut répondre aux exigences des applications d'ingénierie.
Le joint de soudage plastique par ultrasons à longue bande a été raisonnablement divisé en plusieurs éléments égaux et l'équation de fréquence de l'élément de joint a été déduite par la méthode de la matrice de transfert.Si la largeur et la quantité et la taille de la fente sont connues, l'équation peut être utilisée pour concevoir le joint de bande de manière pratique, fournissant ainsi une base théorique pour la conception du joint de bande.Cet article analyse également l'influence du nombre, de la largeur et de la longueur de la fente sur la taille du joint de soudure à travers des exemples.On peut voir que cette méthode a également une certaine influence sur la conception de l'optimisation du joint de soudure
Rainure fendue après analyse des vibrations du cornet de soudage en bande, le cornet de soudage peut être divisé en corps d'unité d'extrémité et cellule d'unité centrale, en utilisant la méthode de la méthode d'élasticité apparente et l'effet de la ligne de transmission, la longueur des quatre unités différentes est donnée respectivement et le direction du haut degré d'équation de fréquence, l'équation de fréquence peut être utilisée pour concevoir un cornet de soudage à longue barre, mais le processus de conception est compliqué, la sélection de certains paramètres dépend de l'expérience et n'est pas pratique pour les applications d'ingénierie.Dans cet article, le joint de soudure en bande est divisé en plusieurs éléments égaux par un rainurage raisonnable, et l'équation de fréquence de l'élément de joint de soudure est obtenue par la méthode de la matrice de transfert, qui fournit une base théorique pour la conception du joint de soudure en bande.La conception a un calcul théorique simple et une signification physique évidente, ce qui fournit une méthode simple et facile pour la conception technique de la bande
joint de soudure.
Heure de publication : 17 mars 2022