العوامل التي تؤثر على نجاح لحام البلاستيك بالموجات فوق الصوتية

نعلم جميعًا القواعد الأساسية للحام بالموجات فوق الصوتية，تحويل الطاقة الكهربائية عالية التردد إلى طاقة ميكانيكية عالية التردد，ينتقل هذا الاهتزاز المتكرر إلى البلاستيك الحراري أو المعدن ,  يولد الاحتكاك والطاقة بين البلاستيك والبلاستيك ,  البلاستيك إلى المعدن أو المعدن إلى المعدن.

في عملية اللحام بالموجات فوق الصوتية，تعمل الحرارة الناتجة عن الاحتكاك على إذابة السطحين البلاستيكيين في بعضهما البعض. في عملية التثبيت بالموجات فوق الصوتية اللحام، يتحكم الطرف في اتجاه تدفق أشكال البلاستيك المنصهر，، ثم يضغط. في عملية تضمين الجوز بالموجات فوق الصوتية，يقوم طرف اللحام بحقن الجوز في البلاستيك.

يمكن اختيار تكوينات نظام الموجات فوق الصوتية المختلفة بترددات مختلفة (15 كيلو هرتز - 50 كيلو هرتز) وقوة (600 واط - 4800 واط)，أو طرق تحكم مختلفة ，مثل ماكينة اللحام بالموجات فوق الصوتية الهوائية，مؤازرة ماكينة لحام بالموجات فوق الصوتية أو تطبيقات مختلفة مثل ماكينة لحام محمولة，ماكينة لحام بالموجات فوق الصوتية غير القياسية，ماكينة لحام معدنية وما إلى ذلك.

تؤثر العديد من العوامل على نتيجة اللحام بالموجات فوق الصوتية: القالب (القرن العلوي بالإضافة إلى التركيب السفلي)，التردد，المادة，تصميم خط اللحام，معلمة اللحام و حقن قطع الغيار الخ

تردد نظام اللحام

يتضمن تردد اللحام النموذجي 15 كيلو هرتز，20 كيلو هرتز，30 كيلو هرتز，35 كيلو هرتز，و 40 كيلو هرتز. يمكن اختيار ترددات اللحام المناسبة حسب أحجام المنتج ,  أنواع المكونات الكهربائية الداخلية ,  قوة اللحام ,  نتيجة اللحام الخ في الأساس، يمكن الإشارة إلى المبادئ التالية:

بالنسبة للمنتجات الإلكترونية الصغيرة وعالية الدقة (التي تحتوي على لوحة PCB ومكونات إلكترونية دقيقة بالداخل) لحام الغلاف , غالبًا ما يتم استخدام ماكينة لحام بالموجات فوق الصوتية 40 كيلو هرتز. لديها سعة أصغر مع ضغط لحام أصغر لتجنب إتلاف المكونات الإلكترونية الداخلية.

1. بالنسبة للمنتجات الصغيرة ذات المتطلبات الصعبة على المظهر، يمكن تطبيق ماكينة لحام بالموجات فوق الصوتية 40 كيلو هرتز. تساعد السعة والضغط الأصغر على اللحام بشكل أفضل.

2. بالنسبة لحام البلاستيك ذو الحجم المتوسط ​​أو الكبير، عادة ما يتم تطبيق 15 كيلو هرتز أو 20 كيلو هرتز.

3. بالنسبة للمواد الناعمة نسبيًا مثل PP ,  أو المواد ذات الصلابة الضعيفة الرقيقة ,  التردد المنخفض والسعة الكبيرة، يتم تطبيق لحام 15 كيلو هرتز عادة.

4. لحام المجال البعيد-اللحام على سبيل المثال، يكون البوق بعيدًا عن خط اللحام ,  إذا كانت هذه المسافة أكبر من 12 ملم , في هذه المناسبة يمكن استخدام ماكينة لحام بالموجات فوق الصوتية 15 كيلو هرتز.

5. ينطبق اللحام 20 كيلو هرتز على معظم اللحام البلاستيكي الصغير أو المتوسط ,  وهو أيضًا التردد الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في تطبيقات الموجات فوق الصوتية.

المواد

1. لحام البلاستيك بالموجات فوق الصوتية，ينطبق فقط على اللحام بالحرارة لأن اللدائن الحرارية يمكن أن تذوب في نطاق معين من درجات الحرارة. للبلاستيك بالحرارة ,  يتحلل أثناء التسخين لذلك لا يمكن لحامه بالموجات فوق الصوتية.

2. تعتمد قابلية اللحام لللدائن الحرارية على الصلابة ,  معامل المرونة ,  كثافة ,  معامل الاحتكاك ,  معامل التوصيل الحراري ,  سعة حرارية محددة，درجة حرارة التحول الزجاجي (TG) أو درجة حرارة الانصهار (TM).

3. بشكل عام ،  تتمتع المادة ذات الصلابة الجيدة بقدرة ممتازة على اللحام في المجال البعيد لأنها تنقل طاقة الاهتزاز بسهولة ,  سيكون من الصعب لحام المواد الناعمة ذات معامل المرونة المنخفض لأنها تقلل من الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية. على العكس تماما ,  للبرشام أو اللحام البقعي ,  كلما كانت المادة أكثر ليونة ,  كلما كان اللحام أسهل.

4. عادة ,  وينقسم البلاستيك إلى نوعين - غير متبلور وبلوري. يمكن أن تنتقل طاقة الموجات فوق الصوتية بسهولة في المادة غير المتبلورة لذلك يكون من السهل اللحام. ومع ذلك ,  ليس من السهل جدًا أن تنتقل طاقة الموجات فوق الصوتية في المادة البلورية، لذلك يتطلب الأمر سعة وطاقة أكبر حتى يتمكن جهاز اللحام بالموجات فوق الصوتية من لحام المواد البلورية ,  يجب أيضًا تصميم خط اللحام بعناية.

5. يمكن أن تتأثر قابلية اللحام أيضًا بعوامل مثل محتوى الماء ,  وكيل الافراج ,  المزلق ,  مادة لزيادة الليونة ,  معززات الحشو، والأصباغ، ومثبطات اللهب، والمواد المضافة الأخرى، ودرجات الراتنج الفعلية. بالإضافة إلى ذلك، يجب أيضًا الانتباه إلى درجة التوافق بين المواد المختلفة. هناك درجة معينة من التوافق بين درجات معينة لبعض المواد دون غيرها.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار ما إذا كان اللحام قريب المدى أم بعيد المدى. المسافة بين طرف اللحام الذي يتصل بالجزء البلاستيكي وخط اللحام أقل من 6 مم تسمى لحام المجال القريب، إذا كانت المسافة أكبر من 6 مم، يطلق عليها لحام المجال البعيد. كلما طالت المسافة، زاد توهين الاهتزاز，كلما كان اللحام أصعب 

الأدوات & رأس اللحام

بشكل عام، العملاء سوف يختارون نفس أدوات العلامة التجارية ورأس اللحام. في الواقع، طالما أن التردد هو نفس تردد المعدات، يمكن أيضًا اختيار ماركات أخرى.

يمكن أن تكون مادة قرن اللحام من الألومنيوم، أو التيتانيوم، أو سبائك الصلب الصلبة. يمكن أن تكون مادة الأدوات عبارة عن الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ وقالب الراتنج. تعتمد المادة المختارة عادةً على نوع المادة، ومحتوى مادة الألياف الزجاجية، وهيكل الموصل وحجمه، وقوة اللحام، وعمر الخدمة. على سبيل المثال، لإطالة عمر الخدمة لبوق اللحام، يمكن أن يكون الفولاذ السبائكي الصلب خيارًا.

يمكن تصميم بوق اللحام بالموجات فوق الصوتية وتحسينه بواسطة FEA (تحليل العناصر المحدودة)، والذي يسمح للمهندس بتقييم اهتزاز وضغط رأس اللحام قبل التصنيع الفعلي. التصميم الأمثل لبوق اللحام هو التصميم ذو سعة الإخراج الموحدة والحد الأدنى من الضغط. في الصورة أعلاه، الصورة اليسرى هي تصميم بوق اللحام قبل التحسين، والصورة اليمنى هي تصميم البوق بعد التحسين.

في عملية تصميم وتصنيع بوق اللحام، يعد تماثل البوق ذا أهمية حيوية، حيث يؤدي البوق غير المتماثل إلى اهتزاز غير محوري مما يزيد من إجهاد البوق ويسبب بطلان البوق.

يعد التصميم الجيد للأدوات مهمًا أيضًا، حيث أن للرسوم وظيفتين رئيسيتين: محاذاة الأجزاء الموجودة أسفل بوق اللحام ومنطقة اللحام الداعمة الصلبة. يساعد الدعم الصلب على عكس طاقة الموجات فوق الصوتية لخط اللحام، وهذا هو السبب في أن الأدوات عادة ما تكون مصنوعة من قطع عمل معدنية.

من أجل زيادة متانة بوق اللحام وإطالة عمر الخدمة، يمكن معالجة سطح بوق اللحام  مع معالجة كربيد التنغستن أو معالجة طلاء الكروم. يمكن تصميم الأدوات في أقسام لتتناسب بشكل أفضل مع المنتجات .

معلمات اللحام

تؤثر معلمات اللحام على نتيجة اللحام في عملية اللحام. تتضمن هذه المعلمات السعة وضغط اللحام وضغط الزناد ومسافة اللحام والطاقة.

تتطلب المواد البلاستيكية المختلفة سعة مختلفة، وعادةً ما يتم ضبط السعة في إعداد النسبة المئوية للبرنامج، أو يتم ضبطها عن طريق تغيير المعزز بنسبة مختلفة. يمكن تعديل ضغط اللحام عن طريق الزر الدوار أو إعداد البرنامج. يتم إطلاق الضغط عندما يصل الضغط إلى قيمة الإعداد بعد مقدار معين من الضغط على الأجزاء البلاستيكية، ويبدأ الموجات فوق الصوتية، ويتم ضبط القيمة عن طريق الزر الدوار أو إعداد البرنامج.

عدة أوضاع للتحكم في عملية اللحام:

وضع الأوقات

وضع الطاقة

وضع لحام المسافة / الموضع

يستخدم البلاستيك المختلف أوضاع لحام مختلفة. على سبيل المثال، عادة ما تعتمد المادة البلاستيكية الرقيقة وضع الطاقة، ويتم لحام المنتجات ذات التفاوتات الكبيرة في الأبعاد في وضع المسافة، ويتم لحام المنتجات ذات متطلبات التسامح العالية في وضع الموضع.

بالإضافة إلى ذلك، يمكنك مراقبة جميع المعلمات في عملية اللحام، كما يمكنك ضبط نطاق تأهيل المعلمات لتجنب حدوث خلل في قطع العمل.

اللحام البلاستيكي هو معالجة خاصة، في المرحلة المبكرة من تطوير المنتج، يجب على المرء أن يعمل بشكل وثيق مع الشركة المصنعة لمعدات الموجات فوق الصوتية، باستخدام خبرتها، لتقييم هيكل المنتج وتصميم خط اللحام واختبار منتج العينة لتحسين معدل التأهيل بشكل كبير في عملية الإنتاج الضخم في وقت لاحق.

لمزيد من لحام البلاستيك ، الرجوع إلى الرابط أدناه: 

ماكينة لحام البلاستيك اضغط هنا

و هنا