Hàn siêu âm ghép hai chi tiết nhựa bằng dao động cơ học ra sao?
Vật lý 11 · Khám phá mở rộng
Đầu hàn truyền dao động cơ tần số cao vào các chi tiết nhựa được giữ phù hợp. Năng lượng tiêu tán gần vùng tiếp xúc tạo nhiệt, làm vật liệu mềm hoặc chảy cục bộ; khi nguội, vùng ấy tạo mối ghép. Không cần một ngọn lửa quét lên toàn vật.
Siêu âm vẫn là dao động cơ
Tên gọi siêu âm liên quan đến tần số vượt miền nghe thông thường của người. Trong thiết bị hàn, điều quan trọng là dao động được ghép cơ học từ đầu hàn vào vật, không phải chỉ phát một tiếng cao trong phòng rồi chờ nhựa tự dính.
Bộ chuyển đổi và cơ cấu truyền dao động biến năng lượng cấp cho máy thành chuyển động rất nhỏ nhưng nhanh. Chi tiết và vùng tiếp xúc phải phối hợp với cách truyền ấy.
Nhiệt được tạo ở nơi cần liên kết
Ma sát và các quá trình tiêu tán khi vật liệu biến dạng đưa một phần cơ năng thành nội năng. Với nhựa nhiệt dẻo và thiết kế phù hợp, vùng cần ghép đạt trạng thái cho phép liên kết. Sau chu trình, vật liệu nguội và giữ mối ghép.
Một vỏ nhựa có thể được làm từ hai phần thay vì đúc một khối. Hàn siêu âm cung cấp một cách nối chúng, nhưng đường ghép và loại vật liệu phải phù hợp; không phải cứ áp đầu rung lên hai vật bất kỳ là tạo mối bền.
Vì sao cùng siêu âm mà có việc làm sạch, có việc hàn?
Bể rửa siêu âm truyền dao động áp suất vào chất lỏng, có thể tạo cavitation để tách bẩn. Hàn nhựa đang xét truyền cơ năng vào chi tiết để làm nóng vùng ghép. Cùng dùng dao động tần số cao nhưng môi trường và đường năng lượng khác nhau.
Cũng không nên mang lời giải thích nhựa chảy áp cho mọi hàn kim loại siêu âm. Các quá trình nối vật liệu khác có cơ chế và điều kiện riêng. Biên độ rung, lực ép, thời gian và hình học quyết định vùng nào nhận năng lượng nhiều.
Ghi nhớ: Theo đường năng lượng từ máy tới dao động, từ dao động tới nhiệt tại vùng tiếp xúc, rồi tới mối ghép. Tần số chỉ là một phần của thiết kế.
Đọc thêm
- Bể rửa siêu âm làm sạch những khe nhỏ bằng cách nào?
- Vì sao miếng gốm nhỏ có thể phát tiếng bíp khi có điện?