Панели моторного отсека
В одном из применений ультразвуковой технологии была поставлена задача по сварке алюминиевых панелей с изоляцией для моторного отсека Комбинация материалов была убийственной: полиуретановые (PU) акустические маты с алюминиевым покрытием должны были быть прикреплены к полипропиленовым (PP) панелям, армированным стекловолокном. Если этого было недостаточно, нужно было сварить шесть разных частей.
Это приложение представляет собой реальную проблему для постоянного и безопасного соединения компонентов. Клеи не будут работать из-за соображений стоимости и сочетания материалов. Зажимные элементы или винты были слишком рискованными, потому что они могли ослабнуть во время работы двигателя. Ни один из других методов термического соединения, таких как лазерная сварка, инфракрасная сварка или вибрационная сварка, не подходил.
Первоначальные испытания с использованием ручного ультразвукового сварщика оказались положительными. Между полиуретановым ковриком и литой полипропиленовой деталью может быть создано плотное соединение, несмотря на промежуточный алюминиевый слой. Было возможно, чтобы ультразвуковые колебания проникли в алюминиевое покрытие и возбудили молекулы в части PP.
Задача состояла в том, чтобы получить повторяемые результаты сварного шва и обеспечить требования заказчика к пределу прочности на растяжение не менее 50 ньютонов на точку сварки. Износостойкая закаленная сталь оказалась подходящим материалом для сонотродов. Ультразвуковые инженеры определили расположение точек сварки и разработали сложные приспособления, включая систему зажима и датчики сканирования детали.
Сонотроды были установлены на пневмоприводы, прикрепленные к шестиосевым роботам. Шесть различных приспособлений были разработаны, чтобы соответствовать формам детали и поддерживать пятна сварного шва.
Сборка происходит на поворотных индексных столах. В двух положениях сборка выполняется двумя роботами. На третьей позиции другой робот автоматически загружает и выгружает детали.
Ценное время - до одной секунды на каждую точку сварки - было сэкономлено путем предварительной загрузки пневматического цилиндра, который выдвигает и втягивает ультразвуковой пакет. Предварительная нагрузка означает, что цилиндр уже был продлен с помощью интеллектуальной пневматической системы, прежде чем робот введет сварочный инструмент в контакт с точкой сварки.