Zatímco koncept ultrazvukového svařování je jednoduchý, proces navrhování robustního spoje a vývoj účinného procesu svařování může být docela složitý. Typicky to začíná konstrukcí nominálního spoje, konstrukcí hnízda a houkačky a ziskem spojky energie pro získání nominální amplitudy vibrací na svařovaných povrchech. Poté se proces iteruje mezi přizpůsobením geometrie spoje a optimalizací parametrů procesu svařování (zisk energetického vazebního členu, energetická a energetická obálka, tlak a doba trvání).
Aby se vytvořil dobrý svar, musejí se tyto díly ve srovnání s hotovou svarovou oblastí dotýkat relativně malé oblasti. To umožňuje zahájení tavení brzy po aplikaci ultrazvukových vibrací.
Pro vytvoření malé počáteční kontaktní oblasti existují dva společné přístupy: kloub energetického ředitele a střižný kloub.
Energetický ředitel je prvek zformovaný do spodní části horní části. Energetický ředitel je v průřezu trojúhelníkový, přičemž bod trojúhelníku zajišťuje počáteční kontakt mezi oběma částmi. Energetický ředitel soustředí vibrační energii do malé kontaktní oblasti.
Smykový kloub poskytuje sílu a může být použit k vytvoření hermetického těsnění. Díly jsou navrženy tak, aby na počátku zasahovaly do malé oblasti. Když jsou ultrazvukové vibrace aplikovány a houkačka tlačí dolů na díly, horní část se roztaví do spodní části. Je možné mnoho geometrií spojů, ale všechny používají nějaký způsob, jak poskytnout svaru malou počáteční kontaktní plochu.
Optimalizace procesu
Vývoj ultrazvukem svařovaného spoje není přesná věda. Každá část a každý svar má své individuální vlastnosti. Aby společná konstrukce a proces svařování spolupracovaly, bude vyžadovat určitou iteraci. Nejprve určete, co musí kloub udělat a jak budete měřit jeho sílu a funkčnost. Možná budete chtít kromě vizuální kontroly svaru provést i zkoušky tahem a střihem nebo testování netěsnosti pod tlakem.
Poté, co jste vyvinuli počáteční geometrii spoje, vytvořte sadu prototypových dílů ve jmenovitých rozměrech a možná připravte další dvě sady s různými fitry (například pevnější nebo volnější), přičemž ostatní rozměry zůstanou stejné. Jedním přístupem pro sestavu dvou částí, které spolu dalekohledem tvoří disk, může být použití stejného ID na vnější části a změna OD na vnitřní části pro těsnější nebo volnější uložení. Upravte design a proveďte další testy, dokud nebudete mít kloub, který dobře svařuje.
Když dosáhnete společného návrhu a procesu svařování, který pracuje společně, můžete se těšit na důsledně čisté a rychlé svary v procesu montáže zdravotnického zařízení.