În ultimele știri, a fost propusă și verificată prin experimente o metodă de proiectare a îmbinării cu fante de sudare cu ultrasunete a benzilor de plastic de dimensiuni mari.În primul rând, cornul de sudură bandă este împărțit în mod rezonabil în mai multe unități, astfel încât proiectarea cornului de sudură cu fante cu structură complexă se transformă în proiectarea unei unități simple de corn de sudură.Apoi elementul de îmbinare este comparat cu oscilatorul cu semiundă cu secțiune egală luând în considerare vibrația de cuplare.Ecuația de frecvență a îmbinării se obține prin utilizarea conceptului de impedanță mecanică echivalentă.
În cele din urmă, influența numărului de fante, lățimii și lungimii fantei asupra caracteristicilor de vibrație ale îmbinărilor de sudură a fost studiată folosind ecuația.Conform acestei metode, au fost proiectate și prelucrate mai multe grupuri de caneluri pentru benzi de dimensiuni mari.Rezultatele experimentale arată că valorile măsurate și teoretice ale frecvenței de rezonanță a îmbinărilor sudate sunt în bună concordanță.
După cum se arată în figura de mai jos.Lungimea, lățimea și grosimea cornului de sudură sunt L, B și, respectiv, T.Să presupunem că axa z este direcția de excitație a traductorului.La frecvența de lucru, îmbinarea de sudură dreptunghiulară va produce vibrații longitudinale de ordinul întâi în direcția Z.Pentru îmbinările de sudură în bandă, L≥2T, B și L pot fi comparate, astfel încât vibrația transversală a îmbinărilor de sudură în direcția X poate fi ignorată.
Deoarece vibrația transversală în direcția y are o mare influență asupra vibrației longitudinale, aceasta este de obicei simulată prin fante.Claxonul de sudură este împărțit în (n+1) unități prin deschiderea uniformă a n fante în direcția Y.Lățimea și lungimea fiecărei fante sunt W și respectiv L2, iar fantele sunt separate de capetele de intrare și de ieșire ale cornului de sudură l1 și, respectiv, L3.Pentru a se asigura că fiecare unitate este complet egală, canelurile de lățime W/2 trebuie deschise la ambele capete ale cornului de sudare transversală.Astfel, fiecare unitate de matriță de sudare este un corn trapezoidal compus cu o secțiune dreptunghiulară.Presupunând că lățimea la ambele capete și la mijlocul fiecărei unități este D1 și D2, se poate vedea din cele de mai sus: L= L1 + L2 +L3
Datorită aceluiași model între elemente, amplitudinea de ieșire a sudurii va vibra, de asemenea, modelul, iar atunci când este combinat, cornul ultrasonic va avea și acest model, astfel încât proiectarea matriței cu ultrasunete va fi simplificată la proiectarea oricărui model. element.În plus, este relativ uniformă.Pentru a suprima eficient vibrațiile transversale și pentru a se asigura că cornul de sudură are o rigiditate fixă, lățimea unității cornului de sudură împărțită de canelură este în general în!/ 8 ~!/ 4 (! Este lungimea de undă a modului de vibrație longitudinală de ordinul întâi al cornului de sudură), iar lățimea ideală a fantei este de aproximativ!/ 25 ~!/20[7], numărul de caneluri al îmbinărilor de sudură poate fi determinat conform criteriilor de mai sus.Deoarece lățimea unității cornului de sudură în general nu depășește!PI /4, deci poate fi analizat aproximativ prin teoria unidimensională.Orice unitate de sudare din unitatea 1 poate fi considerată ca fiind formată din trei bare echisecționale dreptunghiulare.
Pentru cornul de sudare a fost selectat aliajul de aluminiu 7075 (modulul Young E=7,17*1010N/M2 densitate ρ=2820kg/m3, raportul lui Poisson V =0,34).Ecuațiile (1) ~ (3) și (6) au fost utilizate pentru a calcula numărul n, lungimea L2 și lățimea W ale diferitelor fante.Când lungimea rezonantă L a cornului de sudare a benzii se modifică cu lățimea B, lungimea rezonantă L a cornului de sudare a benzii se modifică cu lățimea B. Frecvența de rezonanță calculată f=20kHz, L1=L3 pentru simplitate.Când lungimea și lățimea fantului sunt constante, lungimea rezonantă se modifică odată cu lățimea cornului de sudură atunci când numărul fantului este diferit.L2 = 60 mm, L = 10 mm.După cum se poate observa din fig.2, pentru cornul de sudare cu fante prezentat în FIG.1, lungimea rezonanței de ordinul întâi este mai mică decât cea a cornului de sudură fără fante calculată conform teoriei unidimensionale (126 mm), iar lungimea rezonantă a cornului de sudură crește odată cu creșterea lățimii cornului de sudură, dar creșterea scade treptat.În plus, când frecvența de rezonanță și lățimea sudurii sunt constante, lungimea rezonantă a sudurii scade odată cu creșterea numărului de fante.
În plus, trei îmbinări sudate de grosimi diferite au fost prelucrate cu aliaj de aluminiu 7075 (același material ca mai sus).S-a dat grosimea T a acestor trei îmbinări sudate și frecvența de vibrație armonică măsurată FM.Când grosimea cornului de sudură este mai mică de un sfert din lungimea de undă (aici este de 63 mm), abaterea dintre frecvența măsurată și frecvența de proiectare este mai mică de 2%, ceea ce poate îndeplini cerințele aplicațiilor de inginerie.
Îmbinarea cu ultrasunete din plastic cu bandă lungă a fost împărțită în mod rezonabil în mai multe elemente egale și ecuația de frecvență a elementului de îmbinare a fost dedusă prin metoda matricei de transfer.Dacă lățimea și cantitatea și dimensiunea fantei sunt cunoscute, ecuația poate fi utilizată pentru a proiecta îmbinarea benzii în mod convenabil, oferind astfel o bază teoretică pentru proiectarea îmbinării benzii.Această lucrare analizează, de asemenea, influența numărului de fante, a lățimii și a lungimii fantei asupra dimensiunii îmbinării sudate prin exemple.Se poate observa că această metodă are și o anumită influență asupra proiectării de optimizare a îmbinării de sudură
Canal împărțit după analiza vibrațiilor cornului de sudare a benzii, cornul de sudură poate fi împărțit în corpul unității de capăt și celula unității din mijloc, folosind metoda elasticității aparente și efectul liniei de transmisie, lungimea celor patru unități diferite este dată, respectiv, direcția gradului ridicat de ecuație de frecvență, ecuația de frecvență poate fi utilizată pentru a proiecta un corn de sudură cu bară lungă, dar procesul de proiectare este complicat, selecția unor parametri depinde de experiență și nu este convenabilă pentru aplicația de inginerie.În această lucrare, îmbinarea de sudură a benzii este împărțită în mai multe elemente egale prin crestare rezonabilă, iar ecuația de frecvență a elementului de îmbinare de sudură este obținută prin metoda matricei de transfer, care oferă o bază teoretică pentru proiectarea îmbinării de sudare a benzii.Designul are un calcul teoretic simplu și o semnificație fizică evidentă, ceea ce oferă o metodă simplă și ușoară pentru proiectarea inginerească a benzilor
îmbinare de sudare.
Ora postării: 17-mar-2022