Trong tin tức mới đây, một phương pháp thiết kế mối nối rãnh hàn nhựa siêu âm dải kích thước lớn đã được đề xuất và kiểm chứng bằng các thí nghiệm.Thứ nhất, còi hàn dải được phân chia hợp lý thành nhiều đơn vị để thiết kế của còi hàn có cấu trúc phức tạp được chuyển thành thiết kế của bộ còi hàn đơn giản.Khi đó phần tử khớp được so sánh với nửa sóng dao động có tiết diện bằng nhau coi dao động khớp nối.Phương trình tần số của mối nối thu được bằng cách sử dụng khái niệm trở kháng cơ học tương đương.
Cuối cùng, ảnh hưởng của số rãnh, chiều rộng rãnh và chiều dài rãnh đến các đặc tính rung của các mối hàn được nghiên cứu bằng cách sử dụng phương trình.Theo phương pháp này, một số nhóm rãnh dải có kích thước lớn được thiết kế và gia công.Các kết quả thực nghiệm cho thấy các giá trị đo được và giá trị lý thuyết của tần số cộng hưởng của các mối hàn là phù hợp với nhau.
Như hình bên dưới.Chiều dài, chiều rộng và độ dày của sừng hàn lần lượt là L, B và T.Giả sử trục z là hướng kích thích của đầu dò.Ở tần số làm việc, mối hàn hình chữ nhật sẽ tạo ra dao động dọc bậc nhất theo phương Z.Đối với mối hàn dải, L≥2T, B và L có thể được so sánh, do đó có thể bỏ qua dao động ngang của mối hàn theo phương X.
Do dao động ngang theo phương y có ảnh hưởng lớn đến dao động dọc nên nó thường được mô phỏng bằng cách khía.Kèn hàn được chia thành (n + 1) đơn vị bằng cách mở đều n khe theo hướng Y.Chiều rộng và chiều dài của mỗi khe lần lượt là W và L2, và các khe được tách ra từ đầu vào và đầu ra của sừng hàn lần lượt là l1 và L3.Để đảm bảo rằng mỗi khối hoàn toàn bằng nhau, nên mở các rãnh có chiều rộng W / 2 ở cả hai đầu của còi hàn ngang.Như vậy, mỗi bộ phận khuôn hàn là một sừng hợp chất hình thang có tiết diện hình chữ nhật.Giả sử chiều rộng ở hai đầu và ở giữa mỗi đơn vị là D1 và D2, từ trên có thể thấy: L = L1 + L2 + L3
Do có cùng kiểu mẫu giữa các phần tử, nên biên độ đầu ra của mối hàn cũng sẽ rung kiểu mẫu, và khi kết hợp, còi siêu âm cũng sẽ có kiểu này, do đó, thiết kế của khuôn siêu âm sẽ được đơn giản hóa để thiết kế bất kỳ yếu tố.Ngoài ra, nó tương đối đồng đều.Để triệt tiêu hiệu quả rung động ngang và đảm bảo rằng sừng hàn có độ cứng cố định, chiều rộng của bộ phận còi hàn được chia cho rãnh thường là bằng!/ 8 ~!/ 4 (! Là bước sóng của chế độ dao động dọc bậc nhất của sừng hàn), và chiều rộng lý tưởng của khe là khoảng!/ 25 ~!/ 20 [7], số lượng rãnh của các mối hàn có thể được xác định theo các tiêu chí trên.Bởi vì chiều rộng của bộ sừng hàn nói chung không vượt quá!PI / 4, vì vậy nó có thể được phân tích gần đúng bằng lý thuyết một chiều.Bất kỳ bộ phận hàn nào trong bộ phận 1 có thể được coi là bao gồm ba thanh hình chữ nhật bằng nhau.
Hợp kim nhôm 7075 (môđun của Young E = 7,17 * 1010N / M2 mật độ ρ = 2820kg / m3, tỷ lệ Poisson V = 0,34) được chọn để hàn sừng.Công thức (1) ~ (3) và (6) được sử dụng để tính số n, chiều dài L2 và chiều rộng W của các khe khác nhau.Khi chiều dài cộng hưởng L của sừng hàn dải thay đổi theo chiều rộng B, chiều dài cộng hưởng L của sừng hàn dải thay đổi theo chiều rộng B. Tần số cộng hưởng được tính toán f = 20kHz, L1 = L3 để đơn giản.Khi chiều dài và chiều rộng rãnh không đổi, chiều dài cộng hưởng thay đổi theo chiều rộng sừng mối hàn khi số rãnh khác nhau.L2 = 60mm, W = 10mm.Như có thể thấy từ Fig.2, đối với sừng hàn có rãnh được thể hiện trên Fig.1, chiều dài cộng hưởng bậc nhất nhỏ hơn chiều dài của sừng hàn không rãnh được tính theo lý thuyết một chiều (126mm) và chiều dài cộng hưởng của sừng hàn tăng lên khi chiều rộng của sừng hàn tăng lên, nhưng tăng giảm dần.Ngoài ra, khi tần số cộng hưởng và chiều rộng mối hàn không đổi, chiều dài cộng hưởng của mối hàn giảm khi số rãnh tăng lên.
Ngoài ra, ba mối hàn có độ dày khác nhau được gia công bằng hợp kim nhôm 7075 (cùng vật liệu như trên).Chiều dày T của ba mối hàn này và tần số rung động điều hòa FM đo được đã được đưa ra.Khi độ dày sừng hàn nhỏ hơn một phần tư bước sóng (ở đây là 63mm), độ lệch giữa tần số đo và tần số thiết kế nhỏ hơn 2%, có thể đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng kỹ thuật.
Mối nối hàn nhựa siêu âm dải dài được chia hợp lý thành nhiều phần tử bằng nhau và phương trình tần số của phần tử mối nối được suy ra bằng phương pháp ma trận truyền.Nếu biết chiều rộng, số lượng và kích thước của rãnh thì phương trình này có thể được sử dụng để thiết kế mối nối dải một cách thuận tiện, do đó cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc thiết kế mối nối dải.Bài báo này cũng phân tích ảnh hưởng của số rãnh, chiều rộng rãnh và chiều dài rãnh lên kích thước mối hàn thông qua các ví dụ.Có thể thấy rằng phương pháp này cũng có ảnh hưởng nhất định đến việc thiết kế tối ưu hóa mối hàn
Rãnh chia sau khi phân tích độ rung của sừng hàn dải, sừng hàn có thể được chia thành phần thân đơn vị cuối và ô đơn vị giữa, sử dụng phương pháp phương pháp đàn hồi biểu kiến và hiệu ứng của đường truyền, chiều dài của bốn đơn vị khác nhau được đưa ra tương ứng và hướng của phương trình tần số cao, phương trình tần số có thể được sử dụng để thiết kế còi hàn thanh dài, nhưng quá trình thiết kế phức tạp, việc lựa chọn một số thông số phụ thuộc vào kinh nghiệm và không thuận tiện cho ứng dụng kỹ thuật.Trong bài báo này, mối hàn dải được chia thành nhiều phần tử bằng nhau bằng cách khía hợp lý, và phương trình tần số của phần tử mối hàn thu được bằng phương pháp ma trận truyền, cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc thiết kế mối hàn dải.Thiết kế có tính toán lý thuyết đơn giản và ý nghĩa vật lý rõ ràng, cung cấp một phương pháp đơn giản và dễ dàng cho thiết kế kỹ thuật của dải
mối hàn.
Thời gian đăng: 17-03-2022