• Ứng dụng siêu âm

    ⇔ Cắt siêu âm

     

     

    ⇔  Hàn siêu âm

     

     

    ⇔  Khuấy siêu âm

  • Máy hàn siêu âm Vietsonic

    - Thiết kế khuôn hàn siêu âm theo yêu cầu

    - Khả năng đáp ứng nhiều gốc nhựa nhiệt dẻo

    - Chi phí đầu tư hợp lý

    - Dịch vụ sau bán hàng tốt nhất

  • Thiết bị và linh kiện thay thế

    - Luôn có sẵn

    - Giá hợp lý

    - Chất lượng cao

    - Bảo hành tốt

  • Khuôn khuấy siêu âm

    - Thiết kế theo yêu cầu

    - Công suất khuấy từ 500-3000W

    - Giá cả hợp lý

    - Bảo hành chu đáo

  • Khuôn cắt thực phẩm siêu âm

    - Cắt phô mai, thịt, bánh...

    - Thiết kế theo yêu cầu

    - Giá cả hợp lý

    - Bảo hành chu đáo

  • Máy hàn nhựa cầm tay

    - Sản xuất tại Vietsonic

    - Thiết kế gọn nhẹ

    - Công suất: 100 - 1.000W

    - Tích hợp Bộ đếm, LED

    - Bảo hành: 12 tháng

  • Khuôn hàn siêu âm bản rộng

    - Thiết kế theo nhu cầu

    - Vật liệu: Titan, Nhôm, Thép

    - Tần số: 15 - 20 - 28 - 35 (kH)

    - Giá cả hợp lý

    - Bảo hành tại chỗ

  • Khuôn hàn siêu âm trụ tròn

    - Thiết kế theo yêu cầu

    - Vật liệu: Titan, Nhôm, Thép

    - Tần số: từ 15 đến 35kH

    - Giá cả phải chăng

    - Hậu mãi chu đáo

  • Máy hàn nhựa siêu âm

    - Sản xuất tại Vietsonic

    - Bảo hành ít nhất 12 tháng

    - Hậu mãi chu đáo

    - Cung cấp toàn quốc

  • VIETSONIC và MECSTECH tham gia VN PLAS 2017
Kỹ thuật Điều chỉnh biên độ và Độ bền của mối hàn siêu âm

Vui lòng ghi rõ: "Nguồn: www.vietsonic.vn" khi muốn trích dẫn thông tin từ đây! Chân thành cảm ơn!

Biên độ (Amplitude) là gì?

Biên độ là khoảng cách giữa hai điểm xa nhất mà đầu hàn của cực hàn có thể dịch chuyển được theo phương ngang. Đây là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong công nghệ hàn siêu âm.

Biên độ dao động của đầu hàn phụ thuộc vào 3 yếu tố: đầu hàn (horn), bộ khuyếch đại (booster), và bộ chuyển đổi điện – cơ (converter).

Công thức tính biên độ dao động tại đầu hàn siêu âm:

Biên độ đầu hàn = biên độ của Converter x hệ số của Booster x hệ số của đầu hàn

Ví dụ: biên độ Converter tạo ra là 20 micron, hệ số khuyếch đại biên độ của booster bằng bạc là 2, hệ số khuyếch đại của cực hàn là 3, ta có:

Biên độ đầu hàn = 20 micron x 2 x 3 = 120 micron

Điều chỉnh cho biên độ dao động (Amplitude Profiling)  là gì?

Thông thường, trong các máy hàn siêu âm hiện nay, biên độ của đầu hàn thường là một số cố định trong suốt quá trình hàn. Bước tiến mới trong công nghệ đã giúp cho chúng ta có thể điều khiển được biên độ, thay đổi được biên độ trong suốt quá trình hàn.

Hình trên đây cho thấy biên độ của đầu hàn đã thay đổi từ 80 micron xuống còn 20 micron trong quá trình thực hiện mối hàn. Cách điều chỉnh biên độ này có thể giúp làm tăng độ bền cho mối hàn.

Tại sao việc định dạng cho biên độ dao động giúp tăng độ bền mối hàn?

Trong quá trình hàn siêu âm, nhựa nhiệt dẻo trải qua các pha biến đổi như sau:

1)         Bắt đầu chảy (tương tác 2 vật liệu rắn)

2)         Gia tăng chảy dẻo (tương tác vật liệu dẻo và vật liệu rắn)

3)         Pha chảy chậm (tương tác giữa các lớp nhựa chảy dẻo)

4)         Hóa rắn mối hàn (sau khi hàn)

Để bắt đầu quá trình hàn, ta phải chọn biên độ và hệ số khuyếch đại phù hợp với vật liệu. Điều này sẽ giúp cho toàn bộ bề  mặt tại vùng hàn sẽ nóng đều và nhanh chóng đạt đến điểm chảy dẻo. Một khi toàn bộ vùng hàn chảy dẻo và chứa toàn nhựa dẻo, biên độ dao động của đầu hàn được giảm xuống nhằm tạo ra 2 cơ chế giúp làm tăng độ bền cho mối hàn:

1)         Trộn lẫn các phân tử của 2 vật liệu

2)         Giảm ứng suất dư

Ở cơ chế đầu tiên, việc trộn lẫn các phân tử của hai vật liệu là hệ quả của 2 mối quan hệ vật lý :

1)         Biên độ dao động sẽ quyết định nhiệt độ tại vùng hàn.

2)         Nhiệt độ tại vùng hàn sẽ quyết định độ nhớt của nhựa chảy.

Sự gia tăng nhiệt độ trung bình của vật liệu polymer tỉ lệ với bình phương của biên độ dao động. Chính vì vậy ta có thể điều khiển được nhiệt độ thông qua điều khiển biên độ dao động của đầu hàn. Dưới đây là bảng quan hệ giữa biên độ và nhiệt độ theo thời gian hàn :

Khi được nung nóng, các loại vật liệu nhựa nhiệt như polycarbonate, ABS, polystyrene… mềm ra (độ nhớt giảm). Nhiệt độ càng cao, khả năng chảy dẻo của vật liệu càng tăng. Do vậy, việc kiểm soát được biên độ dao động sẽ giúp ta kiểm soát được dòng chảy dẻo tại mối hàn.

Khi dòng vật liệu lỏng tan chảy và quyện vào nhau tại mối hàn, các phân tử nhựa của 2 vật hàn có xu hướng sắp xếp lại trong dòng nhựa chảy. Nếu vận tốc dòng nhựa chảy trung bình (không quá nhanh hay không quá chậm), các phân tử nhựa sẽ có xu hướng tự sắp xếp ngẫu nhiên và vướng vào nhau, chính điều này làm gia tăng độ bền của mối hàn. Muốn phá vỡ mối hàn này cần phải phá hủy liên kết giữa các chuỗi phân tử.

Sắp xếp phân tử có và không có Điều chỉnh biên độ

Ở cơ chế thứ 2, đó là cơ chế làm tăng độ bền chắc cho mối hàn bằng cách làm giảm ứng suất dư trong mối hàn. Ứng suất dư là ứng suất còn lại sau quá trình hàn và được tạo ra bởi dòng chảy siết và gradient nhiệt độ. Như đã trình bày, dòng chảy siết được kiểm duyệt bởi việc điều khiển biên độ dao động và chỉ dùng hiệu ứng này thôi cũng đủ để làm giảm ứng suất dư.

Từ đồ thị trên ta thấy, việc có điều chỉnh biên độ dao động trong khi hàn sẽ giảm thiểu được khoảng 34% so với không điều chỉnh. Chính vì vậy, việc phá hủy mối hàn siêu âm sẽ khó hơn, đồng nghĩa với việc mối hàn sẽ chắc hơn.

Tóm lại, việc sử dụng phương pháp điều chỉnh biên độ khi hàn siêu âm sẽ giúp tăng độ bền mối hàn từ 10 đến 30%.

Thiết lập cơ bản khi sử dụng

Mỗi thiết bị hàn siêu âm khi vận hành đều cần được tinh chỉnh các thông số và biên độ hàn khác nhau, sau đây là 3 nguyên tắc cơ bản để thiết lập:

1.         Chọn biên độ hàn ban đầu.

2.         Giảm biên độ đi 30 – 70% so với biên độ đầu ở thời điểm quá trình hàn thực hiện được khoảng 50 – 90%.

3.         Tăng thời gian thực hiện mối hàn lên 20 – 50%.

Vật liệu có thể ứng dụng phương pháp

            Các loại vật liệu vô định hình hay vật liệu đơn tinh thể đều có khả năng ứng dụng phương pháp điều khiển biên độ trong quá trình hàn. Bảng dưới đây cho ta thấy sự gia tăng độ bền khi sử dụng phương pháp này (kết quả có thể khác nhau phụ thuộc vào ứng dụng cụ thể và thiết bị được sử dụng)

(Source: www.bransonultrasonics.com)

TIN LIÊN QUAN

LÊN ĐẦU TRANG