En las últimas noticias, se propuso y verificó mediante experimentos un método de diseño de unión ranurada de soldadura plástica ultrasónica de tiras de gran tamaño.En primer lugar, la bocina de soldadura de tiras se divide razonablemente en varias unidades para que el diseño de la bocina de soldadura ranurada con estructura compleja se transforme en el diseño de una unidad de bocina de soldadura simple.Luego se compara el elemento de unión con el oscilador de media onda de igual sección considerando la vibración de acoplamiento.La ecuación de frecuencia de la articulación se obtiene utilizando el concepto de impedancia mecánica equivalente.
Finalmente, se estudió la influencia del número de ranura, el ancho de la ranura y la longitud de la ranura en las características de vibración de las uniones soldadas mediante el uso de la ecuación.De acuerdo con este método, se diseñaron y mecanizaron varios grupos de ranuras de tiras de gran tamaño.Los resultados experimentales muestran que los valores medidos y teóricos de la frecuencia de resonancia de las uniones soldadas concuerdan bien.
Como se muestra en la siguiente figura.La longitud, el ancho y el grosor del cuerno de soldadura son L, B y T respectivamente.Suponga que el eje z es la dirección de excitación del transductor.A la frecuencia de trabajo, la junta de soldadura rectangular producirá una vibración longitudinal de primer orden en la dirección Z.Para uniones de soldadura por tiras, se pueden comparar L≥2T, B y L, por lo que se puede ignorar la vibración transversal de las uniones de soldadura en la dirección X.
Debido a que la vibración transversal en la dirección y tiene una gran influencia en la vibración longitudinal, generalmente se simula mediante ranurado.La bocina de soldadura se divide en (n+1) unidades abriendo uniformemente n ranuras en la dirección Y.El ancho y la longitud de cada ranura son W y L2 respectivamente, y las ranuras están separadas de los extremos de entrada y salida de la bocina de soldadura l1 y L3 respectivamente.Para garantizar que cada unidad sea completamente igual, se deben abrir ranuras de ancho W / 2 en ambos extremos de la bocina de soldadura transversal.Así, cada unidad de molde de soldadura es un cuerno trapezoidal compuesto de sección rectangular.Asumiendo que el ancho en ambos extremos y en el medio de cada unidad es D1 y D2, se puede ver de lo anterior: L= L1 + L2 +L3
Debido al mismo patrón entre los elementos, la amplitud de salida de la soldadura también hará vibrar el patrón, y cuando se combinan, la bocina ultrasónica también tendrá este patrón, de modo que el diseño del molde ultrasónico se simplificará al diseño de cualquier elemento.Además, es relativamente uniforme.Para suprimir eficazmente la vibración transversal y garantizar que la bocina de soldadura tenga una rigidez fija, el ancho de la unidad de bocina de soldadura dividido por la ranura generalmente está dentro./ 8~!/ 4 (! Es la longitud de onda del modo de vibración longitudinal de primer orden de la bocina de soldadura), ¡y el ancho ideal de la ranura es aproximadamente!/ 25~!/20[7], el número de ranuras de juntas de soldadura se puede determinar de acuerdo con los criterios anteriores.¡Porque el ancho de la unidad de bocina de soldadura generalmente no excede!PI /4, por lo que puede ser analizado aproximadamente por la teoría unidimensional.Se puede considerar que cualquier unidad de soldadura en la unidad 1 consta de tres barras rectangulares equiseccionales.
Se seleccionó la aleación de aluminio 7075 (módulo de Young E = 7,17*1010 N/M2, densidad ρ = 2820 kg/m3, relación de Poisson V = 0,34) para soldar la bocina.Se usaron las ecuaciones (1) ~ (3) y (6) para calcular el número n, la longitud L2 y el ancho W de diferentes ranuras.Cuando la longitud de resonancia L de la bocina de soldadura de tiras cambia con el ancho B, la longitud de resonancia L de la bocina de soldadura de tiras cambia con el ancho B. La frecuencia de resonancia calculada f=20kHz, L1=L3 por simplicidad.Cuando la longitud y el ancho de la ranura son constantes, la longitud resonante cambia con el ancho del cuerno de soldadura cuando el número de ranura es diferente.L2 = 60 mm, ancho = 10 mm.Como puede verse en la fig.2, para el cuerno de soldadura ranurado mostrado en la FIG.1, la longitud de resonancia de primer orden es más pequeña que la de la bocina de soldadura sin ranuras calculada de acuerdo con la teoría unidimensional (126 mm), y la longitud resonante de la bocina de soldadura aumenta con el aumento del ancho de la bocina de soldadura, pero el aumento disminuye gradualmente.Además, cuando la frecuencia resonante y el ancho de la soldadura son constantes, la longitud resonante de la soldadura disminuye con el aumento del número de ranuras.
Además, se mecanizaron tres uniones soldadas de diferente espesor con aleación de aluminio 7075 (mismo material que el anterior).Se dieron el espesor T de estas tres uniones soldadas y la frecuencia de vibración armónica medida FM.Cuando el grosor de la bocina de soldadura es inferior a un cuarto de la longitud de onda (aquí hay 63 mm), la desviación entre la frecuencia medida y la frecuencia de diseño es inferior al 2%, lo que puede cumplir con los requisitos de las aplicaciones de ingeniería.
La unión de soldadura plástica ultrasónica de tira larga se dividió razonablemente en varios elementos iguales y la ecuación de frecuencia del elemento de unión se dedujo mediante el método de matriz de transferencia.Si se conocen el ancho y la cantidad y el tamaño de la ranura, la ecuación se puede usar para diseñar la junta de la tira convenientemente, proporcionando así una base teórica para el diseño de la junta de la tira.Este documento también analiza la influencia del número de ranura, el ancho de la ranura y la longitud de la ranura en el tamaño de la junta de soldadura a través de ejemplos.Se puede ver que este método también tiene cierta influencia en el diseño de optimización de la junta de soldadura.
Ranura dividida después del análisis de vibración de la bocina de soldadura de banda, la bocina de soldadura se puede dividir en el cuerpo de la unidad final y la celda de la unidad intermedia, utilizando el método de elasticidad aparente y el efecto de la línea de transmisión, la longitud de las cuatro unidades diferentes se dan respectivamente y el dirección del alto grado de ecuación de frecuencia, la ecuación de frecuencia se puede usar para diseñar una bocina de soldadura de barra larga, pero el proceso de diseño es complicado. La selección de algunos parámetros depende de la experiencia y no es conveniente para la aplicación de ingeniería.En este documento, la junta de soldadura de tiras se divide en varios elementos iguales mediante ranuras razonables, y la ecuación de frecuencia del elemento de junta de soldadura se obtiene mediante el método de matriz de transferencia, que proporciona una base teórica para el diseño de la junta de soldadura de tiras.El diseño tiene un cálculo teórico simple y un significado físico obvio, lo que proporciona un método simple y fácil para el diseño de ingeniería de tiras.
Unión de soldadura.
Hora de publicación: 17-mar-2022