अल्ट्रासोनिक प्लास्टिक, प्लास्टिक, धातु, बहुलक सामग्री, एल्यूमीनियम प्रोफाइल की वेल्डिंग। अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग: प्रौद्योगिकी, हानिकारक कारक

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 10:28

धातुओं की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसके दौरान ठोस चरण में एक स्थायी जोड़ प्राप्त होता है। किशोर क्षेत्रों का निर्माण (जिसमें बंधन बनते हैं) और उनके बीच संपर्क एक विशेष उपकरण के प्रभाव में होता है। यह रिक्त स्थान पर छोटे आयाम और संपीड़ित सामान्य बल के सापेक्ष संकेत-वैकल्पिक स्पर्शरेखा विस्थापन की संयुक्त क्रिया प्रदान करता है। आइए एक नज़र डालते हैं कि अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग तकनीक क्या है।

कनेक्शन तंत्र

अल्ट्रासोनिक आवृत्ति वाले भागों के बीच कम-आयाम विस्थापन होता है। उनके कारण, भागों की सतह पर सूक्ष्म खुरदरापन प्लास्टिक विरूपण के अधीन हैं। उसी समय, कनेक्शन क्षेत्र से दूषित पदार्थों को निकाला जाता है। अल्ट्रासोनिक यांत्रिक कंपन वर्कपीस के बाहर उपकरण से वेल्डिंग साइट पर प्रेषित होते हैं। पूरी प्रक्रिया को इस तरह से व्यवस्थित किया जाता है कि स्थिरता और समर्थन की फिसलन को बाहर रखा जा सकेविस्तार सतहों। वर्कपीस के माध्यम से कंपन के पारित होने के दौरान, ऊर्जा समाप्त हो जाती है। यह वेल्डिंग के प्रारंभिक चरण में सतहों के बीच बाहरी घर्षण और सेटिंग क्षेत्र के गठन के बाद समर्थन और उपकरण के बीच स्थित सामग्री में आंतरिक घर्षण द्वारा प्रदान किया जाता है। इससे जोड़ में तापमान बढ़ जाता है, जिससे विकृत होना आसान हो जाता है।

विशिष्ट भौतिक व्यवहार

भागों और तनावों के बीच स्पर्शरेखा विस्थापन जो वे पैदा करते हैं और वेल्डिंग बल से संपीड़न के साथ मिलकर कार्य करते हैं, निकट-सतह परतों में छोटी मात्रा में गंभीर प्लास्टिक विरूपण का स्थानीयकरण प्रदान करते हैं। पूरी प्रक्रिया ऑक्साइड फिल्मों और अन्य दूषित पदार्थों की पीसने और यांत्रिक निकासी के साथ होती है। अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग उपज शक्ति को कम करती है, जिससे प्लास्टिक विरूपण की सुविधा होती है।

प्रक्रिया सुविधाएँ

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग कनेक्शन के लिए आवश्यक शर्तों के निर्माण में योगदान देता है। यह ट्रांसड्यूसर के यांत्रिक कंपन द्वारा सुनिश्चित किया जाता है। कंपन ऊर्जा जटिल कतरनी, संपीड़न और तनाव तनाव पैदा करती है। प्लास्टिक विरूपण तब होता है जब सामग्री की लोचदार सीमा पार हो जाती है। सतह के आक्साइड, कार्बनिक और सोखने वाली फिल्मों की निकासी के बाद सीधे संपर्क के क्षेत्र में वृद्धि करके एक मजबूत कनेक्शन प्राप्त करना सुनिश्चित किया जाता है।

किमी का उपयोग करना

वैज्ञानिक क्षेत्र में अल्ट्रासाउंड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसकी मदद से वैज्ञानिक कई भौतिक गुणों की जांच करते हैंपदार्थ और घटनाएँ। उद्योग में, अल्ट्रासाउंड का उपयोग उत्पादों को कम करने और साफ करने के लिए किया जाता है, जो मुश्किल से मशीन सामग्री के साथ काम करते हैं। इसके अलावा, उतार-चढ़ाव क्रिस्टलाइजिंग मेल्ट्स को अनुकूल रूप से प्रभावित करते हैं। अल्ट्रासाउंड उन्हें degassing और अनाज शोधन प्रदान करता है, कास्ट सामग्री के यांत्रिक गुणों में सुधार करता है। कंपन अवशिष्ट तनावों को दूर करने में योगदान करते हैं। धीमी रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर को बढ़ाने के लिए उनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। सीम और बिंदु जोड़ों के निर्माण के लिए कंपन ऊर्जा का स्रोत बन सकते हैं। जब क्रिस्टलीकरण के दौरान वेल्ड पूल को अल्ट्रासाउंड के संपर्क में लाया जाता है, तो वेल्ड संरचना के शोधन और गैसों के गहन निष्कासन के कारण संयुक्त के यांत्रिक गुणों में सुधार होता है। इस तथ्य के कारण कि कंपन सक्रिय रूप से गंदगी, कृत्रिम और प्राकृतिक फिल्मों को हटाते हैं, भागों को ऑक्सीकरण, वार्निश, आदि सतह से जोड़ना संभव है। अल्ट्रासाउंड वेल्डिंग के दौरान दिखाई देने वाले आत्म-तनाव को कम करने या समाप्त करने में योगदान देता है। कंपन के कारण, यौगिक की संरचना के घटकों को स्थिर करना संभव है। यह, बदले में, बाद में संरचनाओं के सहज विरूपण की संभावना को रोकना संभव बनाता है। अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग हाल ही में अधिक से अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। यह ठंड और संपर्क विधियों की तुलना में इस कनेक्शन विधि के निस्संदेह लाभों के कारण है। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में विशेष रूप से अक्सर अल्ट्रासोनिक कंपन का उपयोग किया जाता है।

आशाजनक दिशाबहुलक सामग्री की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग माना जाता है। उनमें से कुछ को किसी अन्य विधि से नहीं जोड़ा जा सकता है। औद्योगिक उद्यमों में, पतली दीवारों वाले एल्यूमीनियम प्रोफाइल, पन्नी, तार की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग वर्तमान में की जाती है। असमान कच्चे माल से उत्पादों में शामिल होने के लिए यह विधि विशेष रूप से प्रभावी है। घरेलू उपकरणों के निर्माण में एल्यूमीनियम की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का उपयोग किया जाता है। शीट कच्चे माल (निकल, तांबा, मिश्र धातु) को विभाजित करते समय यह विधि प्रभावी होती है। प्लास्टिक के अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग ने प्रकाशिकी और ठीक यांत्रिकी उपकरणों के उत्पादन में आवेदन पाया है। वर्तमान में, माइक्रो-सर्किट के विभिन्न तत्वों को जोड़ने के लिए मशीनों को बनाया और उत्पादन में पेश किया गया है। उपकरण स्वचालित उपकरणों से लैस होते हैं, जिससे उत्पादकता में काफी वृद्धि होती है।

अमेरिकी शक्ति

प्लास्टिक की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग उच्च आवृत्ति यांत्रिक कंपन और अपेक्षाकृत छोटे संपीड़न बल की संयुक्त क्रिया के कारण एक स्थायी कनेक्शन प्रदान करती है। इस विधि में शीत विधि के साथ बहुत कुछ समान है। माध्यम के माध्यम से प्रसारित की जा सकने वाली अल्ट्रासोनिक शक्ति उत्तरार्द्ध के भौतिक गुणों पर निर्भर करेगी। यदि संपीड़न क्षेत्रों में ताकत की सीमा पार हो जाती है, तो ठोस सामग्री ढह जाएगी। इसी तरह की स्थितियों में, छोटे बुलबुले की उपस्थिति और उनके बाद के पतन के साथ, तरल पदार्थों में गुहिकायन होता है। बाद की प्रक्रिया के साथ, स्थानीय दबाव उत्पन्न होते हैं। इस घटना का उपयोग उत्पादों की सफाई और प्रसंस्करण में किया जाता है।

डिवाइस नोड्स

प्लास्टिक की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का उपयोग करके किया जाता हैविशेष मशीनें। उनमें निम्नलिखित नोड होते हैं:

1. बिजली की आपूर्ति।
2. कंपन यांत्रिक प्रणाली।
3. नियंत्रण उपकरण।
4. प्रेशर ड्राइव।

ऑसिलेटरी सिस्टम का उपयोग बिजली को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है ताकि बाद में इसे कनेक्शन सेक्शन में भेजा जा सके, इसे केंद्रित किया जा सके और एमिटर गति का आवश्यक मान प्राप्त किया जा सके। इस नोड में शामिल हैं:

1. वाइंडिंग के साथ इलेक्ट्रोमैकेनिकल ट्रांसड्यूसर। यह एक धातु के मामले में संलग्न है और पानी से ठंडा है।
2. लोचदार दोलन ट्रांसफार्मर।
3. वेल्डिंग टिप।
4. दबाव तंत्र के साथ समर्थन।

सिस्टम को डायफ्राम का उपयोग करके ठीक किया जाता है। अल्ट्रासोनिक विकिरण केवल वेल्डिंग के समय होता है। यह प्रक्रिया कंपन, सतह पर समकोण पर लगाए गए दबाव और ऊष्मीय प्रभाव के प्रभाव में होती है।

विधि क्षमताएं

प्लास्टिक के कच्चे माल के लिए अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग सबसे प्रभावी है। तांबे, निकल, सोना, चांदी आदि से बने उत्पादों को एक दूसरे के साथ और अन्य कम प्लास्टिक उत्पादों के साथ जोड़ा जा सकता है। जैसे-जैसे कठोरता बढ़ती है, अल्ट्रासोनिक वेल्डेबिलिटी बिगड़ती जाती है। टंगस्टन, नाइओबियम, ज़िरकोनियम, टैंटलम, मोलिब्डेनम से बने आग रोक उत्पाद अल्ट्रासाउंड की मदद से प्रभावी रूप से जुड़े हुए हैं। पॉलिमर की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग को अपेक्षाकृत नई विधि माना जाता है। ऐसे उत्पादों को एक दूसरे से और अन्य ठोस भागों से भी जोड़ा जा सकता है। धातु के लिए, इसे के साथ जोड़ा जा सकता हैकांच, अर्धचालक, चीनी मिट्टी की चीज़ें। आप एक इंटरलेयर के माध्यम से रिक्त स्थान भी बांध सकते हैं। उदाहरण के लिए, स्टील उत्पादों को एल्यूमीनियम प्लास्टिक के माध्यम से एक दूसरे से वेल्ड किया जाता है। ऊंचे तापमान के तहत कम रहने के कारण, असमान उत्पादों का उच्च गुणवत्ता वाला कनेक्शन प्राप्त होता है। कच्चे माल के गुण मामूली परिवर्तन के अधीन हैं। विदेशी अशुद्धियों की अनुपस्थिति अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के लाभों में से एक है। मनुष्यों के लिए हानिकारक कारक भी अनुपस्थित हैं। कनेक्ट होने पर, अनुकूल स्वच्छ परिस्थितियों का निर्माण होता है। उत्पादों के बंधन रासायनिक रूप से सजातीय हैं।

कनेक्शन सुविधाएँ

धातु की वेल्डिंग, एक नियम के रूप में, अतिव्यापी तरीके से की जाती है। इसी समय, विभिन्न डिज़ाइन तत्व जोड़े जाते हैं। वेल्डिंग को अंक (एक या अधिक), एक सतत सीम या एक बंद सर्कल में किया जा सकता है। कुछ मामलों में, तार रिक्त के अंत के प्रारंभिक गठन के दौरान, विमान के साथ एक टी कनेक्शन बनाया जाता है। एक ही समय (पैकेज) में कई सामग्रियों की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग करना संभव है।

भाग की मोटाई

यह ऊपरी सीमा तक सीमित है। धातु वर्कपीस की मोटाई में वृद्धि के साथ, बड़े आयाम के साथ दोलनों को लागू करना आवश्यक है। यह ऊर्जा के नुकसान की भरपाई करेगा। आयाम में वृद्धि, बदले में, एक निश्चित सीमा तक संभव है। सीमाएं थकान दरारें, उपकरण से बड़े डेंट की संभावना से जुड़ी हैं। ऐसे मामलों में, किसी को मूल्यांकन करना चाहिए कि कैसेअल्ट्रासोनिक वेल्डिंग उपयुक्त होगा। व्यवहार में, विधि का उपयोग उत्पाद की मोटाई के लिए 3…4 माइक्रोन से 05…1 मिमी तक किया जाता है। वेल्डिंग का उपयोग 0.01 … 05 मिमी के व्यास वाले भागों के लिए भी किया जा सकता है। दूसरे उत्पाद की मोटाई पहले उत्पाद की तुलना में काफी अधिक हो सकती है।

संभावित समस्याएं

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग विधि को लागू करते समय, उत्पादों में मौजूदा जोड़ों की थकान विफलता की संभावना को ध्यान में रखना आवश्यक है। प्रक्रिया के दौरान, वर्कपीस एक दूसरे के सापेक्ष बदल सकते हैं। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, उपकरण से सामग्री की सतह पर डेंट बने रहते हैं। अपने काम करने वाले विमान के क्षरण के कारण डिवाइस में सीमित सेवा जीवन है। कुछ बिंदुओं पर, उत्पाद की सामग्री को उपकरण में वेल्डेड किया जाता है। यह डिवाइस पर पहनने की ओर जाता है। उपकरणों की मरम्मत कई कठिनाइयों के साथ है। वे इस तथ्य से संबंधित हैं कि उपकरण स्वयं एक गैर-विभाजित एकल इकाई डिजाइन के एक तत्व के रूप में कार्य करता है, जिसका विन्यास और आयाम बिल्कुल ऑपरेटिंग आवृत्ति के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

उत्पाद तैयार करना और मोड पैरामीटर

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग करने से पहले, भागों की सतह के साथ कोई जटिल उपाय करना आवश्यक नहीं है। यदि वांछित है, तो आप कनेक्शन की गुणवत्ता की स्थिरता बढ़ा सकते हैं। ऐसा करने के लिए, केवल विलायक के साथ उत्पाद को नीचा दिखाने की सलाह दी जाती है। तन्य धातुओं में शामिल होने के लिए, अल्ट्रासाउंड की शुरुआत के सापेक्ष पल्स देरी के साथ एक चक्र को इष्टतम माना जाता है। उत्पाद की अपेक्षाकृत उच्च कठोरता के साथ, अल्ट्रासाउंड चालू करने से पहले थोड़ा गर्म होने की प्रतीक्षा करने की सलाह दी जाती है।

वेल्डिंग पैटर्न

उनमें से कई हैं। अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग की तकनीकी योजनाएं उपकरण दोलनों की प्रकृति में भिन्न होती हैं। वे मरोड़, झुकने, अनुदैर्ध्य हो सकते हैं। इसके अलावा, वेल्डेड भाग की सतह के सापेक्ष डिवाइस की स्थानिक स्थिति के साथ-साथ उत्पादों को संपीड़ित बलों को स्थानांतरित करने की विधि और समर्थन तत्व की डिज़ाइन सुविधाओं के आधार पर योजनाओं को प्रतिष्ठित किया जाता है। समोच्च, सीम और बिंदु कनेक्शन के लिए, झुकने और अनुदैर्ध्य कंपन वाले वेरिएंट का उपयोग किया जाता है। अल्ट्रासोनिक कार्रवाई को एक अलग गर्मी स्रोत से भागों के स्थानीय स्पंदित हीटिंग के साथ जोड़ा जा सकता है। इस मामले में, कई फायदे प्राप्त किए जा सकते हैं। सबसे पहले, आप दोलनों के आयाम, साथ ही साथ उनके संचरण की ताकत और समय को कम कर सकते हैं। थर्मल पल्स के ऊर्जा गुण और अल्ट्रासाउंड पर इसके सुपरपोजिशन की अवधि प्रक्रिया के अतिरिक्त मापदंडों के रूप में कार्य करती है।

ऊष्मीय प्रभाव

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के साथ जोड़ पर तापमान में वृद्धि होती है। गर्मी की उपस्थिति संपर्क उत्पादों की सतहों पर घर्षण की उपस्थिति के साथ-साथ प्लास्टिक विकृतियों के कारण होती है। वे, वास्तव में, एक वेल्डेड संयुक्त के गठन के साथ होते हैं। संपर्क क्षेत्र का तापमान शक्ति मापदंडों पर निर्भर करेगा। मुख्य एक सामग्री की कठोरता की डिग्री है। इसके अलावा, इसके थर्मोफिजिकल गुणों का काफी महत्व है: तापीय चालकता और गर्मी क्षमता। चयनित वेल्डिंग मोड तापमान स्तर को भी प्रभावित करता है। जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, उभरता हुआ थर्मल प्रभाव एक निर्धारित स्थिति के रूप में कार्य नहीं करता है। यहयह इस तथ्य के कारण है कि तापमान के सीमित स्तर तक बढ़ने से पहले उत्पादों में जोड़ों की अधिकतम ताकत हासिल कर ली जाती है। भागों को पहले से गरम करके अल्ट्रासोनिक कंपन के संचरण की अवधि को कम करना संभव है। इससे कनेक्शन की ताकत भी बढ़ेगी।

निष्कर्ष

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग वर्तमान में कुछ उद्योगों में भागों को जोड़ने का एक अनिवार्य तरीका है। यह विधि विशेष रूप से माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में व्यापक है। अल्ट्रासाउंड आपको विभिन्न प्रकार की प्लास्टिक और कठोर सामग्री को जोड़ने की अनुमति देता है। आज, वेल्डिंग उपकरण और प्रौद्योगिकियों में सुधार के लिए वैज्ञानिक कार्य सक्रिय रूप से किया जा रहा है।