CẤU TẠO CỦA MÁY HÀN SIÊU ÂM
Cấu tạo của máy hàn siêu âm như thế nào ? Trong bài viết này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu cấu tạo của máy hàn siêu âm.
Xem thêm: Hàn Siêu Âm Là Gì
1.Cấu tạo máy hàn siêu âm:
Một máy hàn siêu âm bao gồm: một khung đỡ, một bộ phận phát, một bộ phận chuyển, một bộ nhân cơ học và một thiết bị hàn. Thiết bị hàn được cấu thành từ một sonotrode và một đe (khuôn giữ chi tiết hàn). Lực giữ cần thiết được cung cấp từ máy nén khí hàn.
2. Các loại máy hàn siêu âm khác nhau:
Các máy hàn tay:
– Các máy được sử dụng bằng tay gọi tắt là máy hàn tay hay sung hàn siêu âm.
– Các máy hàn tay được sử dụng trong thực tế có công suất đầu ra từ 100 đến khoảng 1000W. Cho các trường hợp đặc biệt, cũng có thể áp dụng cho công suất cao hơn. Các máy hàn với cánh tay đòn chỉ sử dụng cho các việt đơn giản.
– Các máy hàn tay gồm:
+ Một nguồn phát.
+ Một bộ phận cộng hưởng cơ học của hệ thống siêu âm (bộ chuyển được đưa vào trong một chiếc hộp với tay nắm và dây cáp).
Các máy hàn khí nén động học (máy tiêu chuẩn):
– Trong thực tế, chúng ta sử dụng các máy hàn khí nén động học. Trường hợp là máy nén thủy lực hoặc từ tính. Hình vẽ trên giới thiệu một máy hàn khí nén động học.Nguồn phát được tích hợp trong bộ phận phía trên của máy hoặc có thể được đặt riêng lẻ. Các máy này được ưa thích hơn khi chúng ta muốn có một máy hàn siêu âm gọn nhẹ.
– Một máy hàn siêu âm tiêu chuẩn được trang bị các chi tiết quan trọng sau:
- Thổi khí (thông thường là 6 bar).
- Lực giữ (đến khoảng 4000N 6 bar).
- Hành trình làm việc có thể điều chỉnh.
- Mô men khởi động có thể điều chỉnh.
- Vận tốc đi xuống và đi lên có thể điều chỉnh, trước khi tiếp xúc giũa sonotrode với chi tiết hàn.
- Điều chỉnh cơ khí của cao độ của bộ phận cộng hưởng cơ học.
- Không gian giữa sonotrode và bàn cũng như giữa sonotrode với khung của máy.
- Dẫn hướng chính xác của bộ phận cộng hưởng cơ học.
- Định vị song song các bề mặt sonotrode và đe (khuôn).
Các máy hàn và lắp đặt đặt biệt:
- Càng ngày các vấn đề về việc thiết kế máy càng yêu cầu sự sử dụng hoặc lắp đặc đặc biệt.Trong trường hợp một đơn vị hàn siêu âm không đủ hoặc các chi tiết đồ khuôn có nhiều bề mặt cần lắp ráp phải được hàn trong các vị trí khác nhau.
- Thời gian hàn so với lắp đặt để hàn bằng siêu âm là rất ngắn. Đối với hàn cho các chi tiết với se ri lớn, việc sử dụng sự lắp đặt bán tự động hoặc tự động là cần thiết. Thường thì việc lắp đặt chuẩn sẽ được hoàn thiện với một chiếc bàn chuyển hình tròn hoặc một bộ phận lắp đặt theo một đường.
3.Các bộ phận và hoạt động của chúng:
Nguồn phát:
Nguồn phát chuyển đổi tần số năng lượng của mạng sang tần số cộng hưởng năng lượng cơ học của máy khi dao động. Dải tần số hay được sử dụng là từ 20KHz. Từ tần số này, tồn tại các thiết bị cho tần số đến 50KHz.
– Công suất tối đa của nguồn phát phụ thuộc vào ứng dụng. Chúng ta sử dụng trong trường hợp tổng quát các công suất từ 100 đến 400W cho một máy.
– Công suất khống của nguồn phát bao gồm các mất mát riêng của hệ thống điện cũng như mất mát của bộ phận cộng hưởng cơ học. Chúng tôi khuyên rằng nên nhắm tới một công suất khống thấp nhất có thể. Cần tính đến những giá trị giới hạn được miêu tả bởi nhà sản xuất.
– Công suất hoạt động là công suất tính bằng W được cung cấp cho bộ phận cộng hưởng cơ học bởi nguồn phát cho một biên gần như độ không đổi cho tới khi đầu vào (nguồn điện) danh nghĩa. Giai đoạn kết nối và sự hoạt động quá độ phải được coi trọng.
Bộ phận cộng hưởng cơ học của hệ thống siêu âm:
- Bộ phận này bao gồm bộ chuyển, bộ nhân và sonotrode. Hình vẽ 2 trình bày sự vận hành dưới dạng dao động của bộ phận cơ khí. Ở phía trái, chúng ta thấy nó ở vị trí cân bằng, ở giữa thì sonotrode dao động trong pha kéo, và ở bên phải là trong pha nén.
- Biên độ là một nữa chu trình dao động. Nó được đo ở trên bề mặt đầu ra với một máy so sánh hoặc một máy điện để đo chiều dài. Chu trình dao động được đo bởi một kính hiển vi. Nó là khoảng cách giữa hai vị trí giới hạn của bề mặt sonotrode khi dao động.
Bộ nhân cơ khí (booster):
Bộ nhân cơ khí chuyển hóa năng lượng dao động cơ học tới sonotrode và biến đổi biên độ dao động cung cấp bởi bộ chuyển thành giá trị cần thiết tới sonotrode. Hình 3 chỉ ra sự tương tự giữa nhiệm vụ bộ nhân và hộp vận tốc trong ô tô.
Sonotrode: Dụng cụ hàn, tán đinh hoặc chèn được gọi là sonotrode, nó phải đảm bảo các chức năng:
– Truyền năng lượng dao động.
– Truyền lực giữ.
– Truyền biên độ dao động.
– Tạo hình khi biến dạng dẻo.
Sonotrode phải được chú ý đặc biệt bởi vì thiết kế của nó đáp ứng một cách hoàn hảo cho những chi tiết đồ khuôn để hàn, đảm bảo những kết quả tốt. Các sonotrode làm theo một phương pháp không thích hợp (tần số không tương thích truyền và trở kháng không phù hợp) có thể dẫn đến phá hoại bộ phận cộng hưởng cơ học hoặc gây nên sự hư hại của nguồn phát.
Đe định vị các chi tiết:
- Đe dùng để định vị các chi tiết ở khuôn hàn phía dưới. Nó cũng có thể dùng làm dẫn hướng cho chi tiết đồ khuôn bên trên, và dùng làm cái chặn cho sonotrode. Dạng hình học của bề mặt làm việc tương ứng với phần này của chi tiết đồ khuôn.
- Đe được làm một cách phù hợp với các vật liệu như sắt, nhôm, đồng thau, nhựa được đổ khuôn. Để bảo vệ được các bề mặt quan trọng (yếu, mảnh, phức tạp) của chi tiết đổ khuôn, đe có thể được phủ vật liệu đàn hồi.
Khả năng điều chỉnh các tham số hàn của máy hàn:
Bộ phận điều khiển cho phép điều chỉnh tất cả các tham số cần thiết.
– Thời gian hàn và thời gian giữ:
Kinh nghiệm của người sử dụng và người sản xuất máy đã chỉ ra rằng, để nhận được chất lượng hàn cần thiết, cần phải nhắm tới thời gian hàn ngắn nhất (nếu có thể thì ít hơn 1.5s). Trong trường hợp thời gian hàn kéo dài, chi tiết đổ khuôn có nguy cơ bị hư hại, vì vậy chúng tôi khuyên rằng nên sử dụng một máy hàn siêu âm công suất lớn hơn. Thời gian giữ để làm lạnh sẽ theo thời gian hoạt động của siêu âm. Thời gian giữ trong trường hợp tổng quát sẽ ngắn hơn thời gian hàn.
– Khởi động siêu âm:
Trong thực tế, năng lượng siêu âm sẽ được kết nối trước, trong khi hàn sau sự tiếp xúc của sonotrode với chi tiết cần hàn, tùy theo vấn đề hàn. Việc khởi động siêu âm sẽ được lựa chọn theo thời gian và áp lực hàn.
– Lực giữ: Lực giữ phải tương thích với biên đô, công suất của các thiết bị và dạng hình học của các bề mặt cần liên kết.
– Điều chỉnh chu trình và vận tốc lên xuống: Chu trình làm việc phải được điều chỉnh lien tục và phải tương thích với các yêu cầu. Điều này cũng được thực hiện cho vận tốc đi lên và đi xuống.
– Điều khiển theo chu trình: Cơ cấu điều khiển cho phép ngắt năng lượng sau khi kết thúc thời gian hàn. Sự ngắt quảng thời gian của tác động siêu âm cũng có thể thực hiện theo chu trình, nó được thực hiện sau khi sonotrode đã đạt đến chốt chặn đươc lựa chọn.
Chúng tôi hy vọng bạn đã hiểu tại sao máy hàn siêu âm lại xuất hiện và những bước tiến của nó trong công nghệ. Bạn sẽ nhận được nhiều ứng dụng khi sử dụng máy hàn siêu âm. Mời bạn đến với VNS Group để được mua và bảo hành máy hàn siêu âm tốt nhất.
