PRINCIPIUL SUDARII CU ULTRASUNETE

Sudarea cu ultrasunete a materialelor plastice si a metalelor se realizeaza, in general, in urma dezvoltarii de caldura pe suprafata de contact dintre cele doua repere, prin introducerea in zona a unei vibratii mecanice de frecventa mare .In acelasi timp, cele doua componente suprapuse sunt presate cu o anumita forta. Temperatura de sudare se obtine doar in zona imbinarii ,procesul avand loc la o temperatura mult inferioara procedeelor de sudare prin topire .

La sudarea metalelor, directia de presare a componentelor este perpendiculara pe directia de vibrare .

Aceasta deosebire este fundamentala pentru procesele ce au loc in zona de contact si in cele doua componente fac ca sudarea maselor plastice cu ultrasunete sa se desfasoare dupa alt mecanism decat sudarea metalelor prin acelasi procedeu.

Transductorul este alimentat prin intermediul unui amplificator ,de la un generator de tensiune de inalta frecventa ,numit de obicei convertizor.

Din punct de vedere energetic ,procesul de sudare cu ultrasunete poate fi caracterizat prin energia electrica medie si prin energia vibratoare medie introdusa in componentele de sudat.

Consumul de energie in kg echivalent titei pentru a produce 1 dm³ de diverse materiale ( TAB.1 )

TABELUL 1.1

Consum de energie si materii prime necesare pentru a produce unele produse ( in  kg echivalent titei ) TABELUL 1.2

Sudarea cu ultrasunete se poate efectua manual, semiautomat sau automat. Echipamentele pot fi stationare sau portabile, ceea ce inseamna ca sudarea se poate efectua atat in hala, cat si la locul de exploatare.

Eficienta economica a procedeului, calitatea imbinarii, aspectul deosebit cat si posibilitatea unor aplicatii speciale au facut ca acest procedeu sa fie cercetat, dezvoltat si aplicat industrial inca din anii 50, in tarile dezvoltate din punct de vedere al cercetarii si productiei industriale.

Principalele aplicatii ale sudarii cu ultrasunete sunt:  sudarea cu ultrasunete a materialelor plastice, inserarea cu ultrasunete, nituirea cu ultrasunete si sudarea cu ultrasunete a metalelor. Perspectivele principalelor domenii de utilizare a materialelor plastice ca inlocuitori ai otelului TAB.2.1.

Perspectivele principalelor domenii de utilizare a materialelor plastice ca inlocuitori ai aluminiului    TAB.2.2.

Perspectivele principalelor domenii de utilizare a materialelor plastice ca inlocuitori ai cuprului, zincului si plumbului. TAB.2.3.

2.1. Generatorul de inalta frecventa

Numit si convertizor, are rolul de a transforma tensiunea avand frecventa retelei in tensiune de inalta frecventa, in scopul alimentarii transductoarelor. Domeniile de frecventa utilizate sunt:

o      18 KHz + 9,5%

o      20 KHz +7,5%

o      40KHz +10%

o      66 KHz +12%

preferate fiind cele de 20KHz, respectiv 40KHz.

Aceste generatoare permit reglarea frecventei in limitele prezentate mai sus. In activitatea de cercetare se utilizeaza convertizoare ce permit reglarea intr-o plaja foarte larga a frecventei si puterii ce alimenteaza transductorul.

Un astfel de generator este prezentat in fig.4.2.Generatorul de frecventa GU furnizeaza, prin intermediul circuitului bistabil CBB, a preamplificatorului PA Si a amplificatorului A, semnale de putere suficienta pentru a excita transductorul electroacustic TM. Circuitul bistabil CBB realizeaza adaptarea parametrilor ( tensiune, frecventa ) in  functie de presiunea de contact masurata transductorul de presiune TP. Semnalul analogic este convertit in impulsuri cu ajutorul bazei de timp BT. Transformatoarele TR si TR2 au rolul de adaptare a impedantelor circuitelor aferente. Convertorul frecventa-tensiune CFT creeaza o cale de reactie negativa ce are rolul de a stabiliza frecventa.