Dlaczego częstotliwość form ultradźwiękowych maleje wraz ze wzrostem temperatury

Dlaczego częstotliwość form ultradźwiękowych maleje wraz ze wzrostem temperatury

Niektórzy ludzie napotykają problem podczas korzystania ze sprzętu ultradźwiękowego: podczas długotrwałego stosowania ultradźwięków temperatura również wzrośnie, a częstotliwość spadnie. W określonej temperaturze częstotliwość przekroczy zakres użytkowania, powodując uszkodzenie formy i pękanie. Poniżej przeanalizujemy przyczyny tego zjawiska na podstawie właściwości form ultradźwiękowych.

Z właściwości form ultradźwiękowych można wywnioskować, że formy ultradźwiękowe różnią się od form wtryskowych lub innych form metalowych. Główną funkcją form wtryskowych na częściach gumowych jest imitacja kształtu, dzięki czemu można formować tworzywo sztuczne. Formy ultradźwiękowe są urządzeniami akustycznymi, a ich główną funkcją jest przenoszenie energii. Poniżej przedstawiono kolejność przenoszenia energii ultradźwiękowej:

Dlaczego częstotliwość ultradźwiękowych form maleje wraz ze wzrostem temperatury (rysunek 1)

1. Podłącz zasilanie sieciowe 220 V 50 Hz do generatora ultradźwiękowego.

2. Generator ultradźwiękowy przetwarza napięcie sieciowe 220 V 50 Hz na energię elektryczną o częstotliwościach 15 kHz, 20 kHz i 35 kHz.

3. Energia elektryczna o wysokiej częstotliwości przesyłana jest liniami wysokiego napięcia do przetworników, które zamieniają ją na energię mechaniczną o tej samej częstotliwości.

4. Energia mechaniczna jest przesyłana przez modulator amplitudy i górną formę, ostatecznie docierając do powierzchni stopienia części klejącej.

Z sekwencji transferu energii ultradźwiękowej można wywnioskować, że górna forma uzyskuje energię mechaniczną, która jest wibracją. Częstotliwość wibracji zależy od materiału, wysokości głowicy spawalniczej i kształtu. Większość ciepła jest wytwarzana przez wibracje o wysokiej częstotliwości głowicy spawalniczej i tarcie powietrza.

Jednym z powodów spadku częstotliwości spowodowanego nagrzewaniem się głowicy spawalniczej jest rozszerzalność cieplna i kurczliwość. Rozszerzalność cieplna i kurczliwość powodują zwiększenie odstępu międzycząsteczkowego głowicy spawalniczej, co skutkuje większą odległością potrzebną do wibracji i spadkiem częstotliwości.

Na początku rozszerzalność cieplna i kurczliwość występują, gdy temperatura głowicy spawalniczej gwałtownie wzrasta, a częstotliwość głowicy spawalniczej również gwałtownie spada. Jednak w praktycznych sytuacjach częstotliwość głowicy spawalniczej powoli spada, ponieważ temperatura wpływa również na częstotliwość ruchu cząsteczkowego. Im wyższa temperatura, tym szybsza będzie częstotliwość ruchu cząsteczkowego. Te dwa czynniki znoszą się wzajemnie, znacznie skracając żywotność samych cząsteczek głowicy spawalniczej, co powoduje pęknięcia łatwo występujące w kruchym położeniu głowicy spawalniczej pod wpływem wysokiej temperatury, a tym samym złomowanie.

www.superbheater.com