Ultraheli plastkeevitusanalüüs

Ultraheli plastkeevitusanalüüs

Põhimõte:

Ultraheli mehaaniline vibratsioon (sagedus 10–70 kHz, amplituud 1–250 μm) rakendatakse plastosadele, et tekitada rõhu all lokaalset kuumutamist (kuumus tuleneb pinna ja molekulidevahelisest hõõrdumisest koosmõjust) ja sulades moodustada keevisõmblus. Nagu näidatud, on ultraheli keevitusprotsess jagatud neljaks etapiks.

1. etapp: sarv puutub osaga kokku, avaldab survet ja hakkab vibreerima. Hõõrdesoojus hajutab energiat suunavad ribid ja lahus voolab liimipinnale. Kuna kahe osa vaheline kaugus väheneb, väheneb ka keevitus (kahe osa vaheline kaugus sulami voolu tõttu). Algselt suureneb keevitamise nihe kiiresti ja seejärel aeglustub, kui sula energiat juhtiv ribi levib ja puutub kokku alumise osa pinnaga. Tahkes hõõrdefaasis tekib soojus kahe pinna vahelise hõõrdeenergia ja osa sisemise hõõrdumise tõttu. Hõõrdunud kuumus põhjustab polümeermaterjali soojenemist sulamistemperatuurini. Soojuse hulk sõltub toime sagedusest, amplituudist ja rõhust.

2. etapp: sulamiskiiruse suurenemine põhjustab keevitamise nihke ja kahe detaili pindade vahelise kontakti suurenemise. Selles etapis moodustub õhuke sulakiht ja sulakihi paksus suureneb pideva kuumuse tekke tõttu. Selles etapis eraldab soojust viskoosne hajumine.

3. etapp: lahusekihi paksus keevisõmbluses jääb samaks ja sellega kaasneb pidev temperatuurijaotus, ühtlane sulamine toimub.

4. etapp: Pärast kindlaksmääratud aja möödumist või pärast kindla energia, võimsuse taseme või kauguse saavutamist lülitatakse toide välja, ultraheli vibratsioon peatatakse ja neljas etapp alustatakse. Rõhk püsib ja osa lisalahusest pigistatakse liigesest välja. Maksimaalne nihe saavutatakse siis, kui keevisõmblus jahutatakse ja tahkestatakse ning toimub molekulidevaheline difusioon.