Zgrzewarka wysokiej częstotliwości Producent / Zgrzewarka RF PVC do spawania tworzyw sztucznych itp.
Spawanie z wysoką częstotliwością, znane jako spawanie częstotliwością radiową (RF) lub spawanie dielektrycznejest procesem łączenia materiałów poprzez zastosowanie energii o częstotliwości radiowej do łączonego obszaru. Powstała spoina może być tak mocna, jak oryginalne materiały. Spawanie HF opiera się na pewnych właściwościach spawanego materiału, które powodują wytwarzanie ciepła w szybko zmieniającym się polu elektrycznym. Oznacza to, że tylko niektóre materiały mogą być spawane przy użyciu tej techniki. Proces ten polega na poddaniu łączonych części działaniu pola elektromagnetycznego o wysokiej częstotliwości (najczęściej 27,12 MHz), które jest zwykle stosowane między dwoma metalowymi prętami. Pręty te działają również jako aplikatory ciśnienia podczas ogrzewania i chłodzenia. Dynamiczne pole elektryczne powoduje oscylację cząsteczek w polarnych tworzywach termoplastycznych. W zależności od ich geometrii i momentu dipolowego, cząsteczki te mogą przekładać część tego ruchu oscylacyjnego na energię cieplną i powodować nagrzewanie materiału. Miarą tej interakcji jest współczynnik strat, który zależy od temperatury i częstotliwości.
Polichlorek winylu (PVC) i poliuretany są najczęściej stosowanymi tworzywami termoplastycznymi, które mogą być zgrzewane w procesie RF. Możliwe jest spawanie RF innych polimerów, w tym nylonu, PET, PET-G, A-PET, EVA i niektórych żywic ABS, ale wymagane są specjalne warunki, na przykład nylon i PET można spawać, jeśli oprócz mocy RF stosowane są wstępnie podgrzane pręty spawalnicze.
Spawanie HF generalnie nie jest odpowiednie dla PTFE, poliwęglanu, polistyrenu, polietylenu lub polipropylenu. Jednak ze względu na zbliżające się ograniczenia w stosowaniu PVC, opracowano specjalny gatunek poliolefiny, który może być zgrzewany HF.
Podstawową funkcją zgrzewania HF jest utworzenie złącza w dwóch lub więcej grubościach materiału arkuszowego. Istnieje szereg opcjonalnych funkcji. Narzędzie spawalnicze może być grawerowane lub profilowane, aby nadać całemu spawanemu obszarowi dekoracyjny wygląd, lub może zawierać technikę wytłaczania w celu umieszczenia napisów, logo lub efektów dekoracyjnych na spawanych elementach. Dzięki zastosowaniu krawędzi tnącej przylegającej do powierzchni spawania, proces może jednocześnie spawać i ciąć materiał. Krawędź tnąca ściska gorące tworzywo sztuczne wystarczająco, aby umożliwić oderwanie nadmiaru złomu, stąd proces ten jest często określany jako zgrzewanie z rozerwaniem.
Typowa spawarka do tworzyw sztucznych składa się z generatora wysokiej częstotliwości (który wytwarza prąd o częstotliwości radiowej), prasy pneumatycznej, elektrody, która przenosi prąd o częstotliwości radiowej na spawany materiał oraz stołu spawalniczego, który utrzymuje materiał na miejscu. Maszyna może być również wyposażona w pręt uziemiający, który jest często montowany za elektrodą, która odprowadza prąd z powrotem do maszyny (punkt uziemienia). Istnieją różne rodzaje zgrzewarek do tworzyw sztucznych, z których najpopularniejsze to zgrzewarki do plandek, zgrzewarki do opakowań i zgrzewarki automatyczne.
Regulując dostrojenie urządzenia, można dostosować natężenie pola do spawanego materiału. Podczas spawania maszyna jest otoczona polem o częstotliwości radiowej, które, jeśli jest zbyt silne, może nieco rozgrzać ciało. Właśnie przed tym należy chronić operatora. Siła pola o częstotliwości radiowej zależy również od typu używanej maszyny. Ogólnie rzecz biorąc, maszyny z widocznymi otwartymi elektrodami (nieekranowane) mają silniejsze pola niż maszyny z zamkniętymi elektrodami.
Podczas opisywania pól elektromagnetycznych o częstotliwości radiowej często wspomina się o częstotliwości pola. Dozwolone częstotliwości dla zgrzewarek do tworzyw sztucznych to 13,56, 27,12 lub 40,68 megaherców (MHz). Najpopularniejszą częstotliwością przemysłową dla spawania HF jest 27,12 MHz.
Pole o częstotliwości radiowej ze spawarki do plastiku rozchodzi się wokół urządzenia, ale najczęściej tylko tuż obok urządzenia pole jest tak silne, że należy podjąć środki ostrożności. Siła pola zmniejsza się gwałtownie wraz z odległością od źródła. Siła pola jest podawana w dwóch różnych miarach: siła pola elektrycznego jest mierzona w woltach na metr (V/m), a siła pola magnetycznego jest mierzona w amperach na metr (A/m). Oba te parametry muszą zostać zmierzone, aby dowiedzieć się, jak silne jest pole o częstotliwości radiowej. Należy również zmierzyć prąd przepływający przez użytkownika w przypadku dotknięcia sprzętu (prąd kontaktowy) oraz prąd przepływający przez ciało podczas spawania (prąd indukowany).
Zalety technologii spawania wysokiej częstotliwości
- Zgrzewanie HF odbywa się od wewnątrz na zewnątrz poprzez wykorzystanie samego materiału jako źródła ciepła. Ciepło koncentruje się na celu zgrzewania, dzięki czemu otaczający materiał nie musi być nadmiernie podgrzewany, aby osiągnąć docelową temperaturę na złączu.
- Z Ogrzewanie HF jest generowane tylko wtedy, gdy pole jest zasilane. Po zakończeniu cyklu generatora ciepło jest wyłączane. Pozwala to na większą kontrolę nad ilością energii, którą materiał widzi w całym cyklu. Ponadto, ciepło generowane przez HF nie promieniuje poza matrycę, jak w przypadku matryc podgrzewanych. Zapobiega to degradacji cieplnej materiału przylegającego do spoiny.
- Oprzyrządowanie HF jest zwykle uruchamiane "na zimno". Oznacza to, że po wyłączeniu HF materiał przestaje być podgrzewany, ale pozostaje pod ciśnieniem. W ten sposób możliwe jest zarówno natychmiastowe podgrzanie, spawanie, jak i chłodzenie materiału pod ciśnieniem. Większa kontrola nad spawem skutkuje większą kontrolą nad wynikowym wytłaczaniem, zwiększając w ten sposób wytrzymałość spoiny.
- Zgrzewy RF są "czyste", ponieważ jedynym materiałem potrzebnym do wytworzenia zgrzewu HF jest sam materiał. W spawaniu HF nie występują żadne kleje ani produkty uboczne.
