I. Che cos'è l'ecografia?

Le onde ultrasoniche sono una tecnica che utilizza l'energia generata da vibrazioni ad alta frequenza per agire sulla superficie di un pezzo, ottenendo così la saldatura di parti metalliche.

II. Principio di funzionamento delle onde ultrasoniche

1. L'energia elettrica viene convertita in vibrazioni meccaniche ad alta frequenza, che vengono poi trasmesse all'ugello di saldatura attraverso una testa di saldatura acusticamente sintonizzata. I pezzi da lavorare, superiore e inferiore, sfregano l'uno contro l'altro sotto cicli di pressione di 20.000 o 40.000 volte al secondo. L'effetto combinato delle vibrazioni ad alta frequenza e della pressione disperde il sottile strato di materiale e ossidi sulla superficie del pezzo, formando una saldatura per diffusione pulita e controllabile. Attraverso la ricombinazione degli atomi tra i pezzi, si forma infine uno strato di fusione metallurgica affidabile.
2. Un generatore converte la corrente a bassa frequenza in corrente ad alta frequenza. Quest'ultima viene poi convertita in vibrazione meccanica da un trasduttore. Il modulatore di ampiezza e la testa di saldatura sono responsabili della regolazione dell'ampiezza di vibrazione. Sotto una determinata pressione statica, le strutture molecolari sulla superficie metallica sfregano e collidono tra loro, realizzando l'interpenetrazione intermolecolare e completando così la saldatura.

Conoscenze di base e risoluzione dei problemi relativi agli ultrasuoni

III. Difetti comuni nella saldatura a ultrasuoni

(a) Saldatura incompleta

1. Potenza di saldatura insufficiente: pressione insufficiente, ampiezza insufficiente oppure la base non è fissata saldamente.
2. Energia di saldatura insufficiente: la formula per il calcolo dell'energia erogata è E=P×T=F×V×T=μN×A×f×T (dove E è l'energia, P è la potenza, V è la velocità, μ è il coefficiente di attrito, N è la pressione, A è l'ampiezza, f è la frequenza e T è il tempo). Un'energia insufficiente comporterà una saldatura di scarsa qualità.
3. Strati di olio o ossido sulla superficie del materiale possono compromettere l'efficacia della saldatura.
4. Se i denti sono troppo affilati, possono facilmente penetrare la saldatura durante il processo.
5. La superficie della saldatura presenta un rivestimento di materiale non adatto alla saldatura a ultrasuoni.
6. I materiali da saldare non sono adatti alla saldatura a ultrasuoni.

(ii) Base della testa di saldatura

Causa Quando la testa o la base di saldatura entrano in contatto con il materiale, si generano temperature eccessivamente elevate che causano la penetrazione molecolare tra il materiale e la testa o la base di saldatura, con conseguente adesione.

Soluzione :

1. Ispezionare i denti della testa di saldatura e della base. Se l'usura è eccessiva, la temperatura aumenterà e sarà necessario intervenire tempestivamente.
2. Pur garantendo risultati di saldatura ottimali, è possibile aumentare opportunamente la potenza e ridurre il tempo di saldatura per limitare lo scambio eccessivo di energia tra la testa di saldatura e il materiale.

(iii) Crepe di saldatura

1. Fessurazioni intorno al giunto di saldatura: Quando si saldano più strati di materiale, il bordo del giunto di saldatura forma una pendenza. Quando la testa di saldatura vibra, esercita una forza di trazione sul bordo, che può facilmente causare delle fessure.
2. Soluzione Eseguire un trattamento speciale sul bordo della giunzione saldata per garantire una distribuzione uniforme delle sollecitazioni e attenuare la forza di trazione generata dalle vibrazioni.
3. Crepe in prossimità della saldatura: le vibrazioni della testina di saldatura provocano un movimento alternato del materiale. Ad esempio, quando un foglio di alluminio viene collegato a una batteria, una trazione eccessiva può facilmente causarne la rottura.
4. Soluzioni : ① Modificare la direzione del disegno dei denti (ad esempio, utilizzare disegni diagonali) per regolare la direzione della forza sul materiale; ② Allungare opportunamente la linguetta per creare uno spazio tampone tra la batteria e il punto di saldatura.

(iv) Grandi fluttuazioni nella potenza di uscita

Motivo Sono molti i fattori che influenzano la potenza in uscita, ed è necessario verificarli uno per uno.

Soluzione :

1. Ispezionare l'installazione dell'unità tripla, verificare la presenza di eventuali danni e, se necessario, rimontarla.
2. Verificare che le viti della base siano serrate saldamente.
3. Verificare la presenza di spazi vuoti nel punto in cui viene fissato il morsetto di base.
4. Ispezionare le attrezzature di saldatura per verificare che le posizioni di saldatura siano sempre le stesse.
5. Verificare la presenza di ossidazione o macchie d'olio sulla superficie del materiale.
6. Verificare che le specifiche dei materiali in ingresso siano uniformi (quando la corsa della testa di saldatura è fissa, le differenze di spessore e durezza dei materiali causeranno fluttuazioni nella potenza erogata).
7. Verificate la stabilità dell'alimentazione d'aria dello stabilimento e osservate se si verificano fluttuazioni nel manometro della pressione dell'aria in aspirazione.
8. Verificare che l'emissione di ultrasuoni dell'alimentatore sia stabile.

(v) Sovraccarico

cause includono due situazioni: sovraccarico di potenza e sovraccarico di frequenza.

Soluzione :

1. Ridurre opportunamente i parametri di saldatura.
2. Limitare la profondità di discesa della testa di saldatura per garantire che venga mantenuto un certo spazio tra la testa di saldatura e la base.