تبلیغات
برق و الکترونیک - جوشکاری اولتراسونیکultrasonic weldingو...

جوشکاری اولتراسونیکultrasonic weldingو...

تاریخ:پنجشنبه 10 شهریور 1390-01:46 ق.ظ

جوشكاری اولتراسونیك



شامل استفاده از انرژی صوتی با فركانس بالا برای نرم كردن و ذوب كردن ترموپلاستیك ها در منطقه جوش است .

قسمت هایی كه باید به یكدیگر جوش داده شوند زیر فشار روی هم نگه داشته شده و تحت ارتعاشات اولتراسونیك با فركانس 20 تا 40 كیلو هرتز قرار می گیرند. موفقیت جوش به طراحی مناسب اجزا و مناسب بودن موادی كه جوش داده می شوند بستگی دارد.

از آنجا كه جوشكاری اولتراسونیك بسیار سریع است ( كمتر از 1 ثانیه ) و قابلیت اتوماسیون دارد به طور وسیع از آن در صنعت استفاده می شود . برای تضمین سلامت جوش طراحی مناسب اجزا بخصوص فیكسچرها لازم است . با طراحی مناسب از این روش می توان در تولید انبوه استفاده كرد.

یك ماشین جوشكاری اولتراسونیك شامل اجزای زیر است :
یك منبع تغذیه ، یك مبدل ، یك آمپلی فایر تقویت كننده به نام بوستر ، یك وسیله تولید صدا یا شیپوره ( horn )
منبع تغذیه فركانس برق شهر 50-60 هرتز را به 20-40 كیلو هرتز می رساند . این انرژی به مبدل می رود و در مبدل دیسك پیزو الكتریك انرژی الكتریكی را به ارتعاش در فركانس اولتراسونیك تبدیل می كند. اغلب ماشین های اولتراسونیك در فركانسی بالاتر از 20 كیلو هرتز كار می كنند و صدایی تولید می كنند كه گوش انسان قادر به شنیدن آن نیست .
امواج تولید شده در مبدل به بوستر رفته و دامنه آن تا حد دلخواه افزایش پیدا می كند و سپس در شیپوره ( كه یك وسیله صوتی مكانیكی است) امواج صوتی مستقیماً به قطعه كار منتقل می شود. همچنین شیپوره نقش اعمال فشار بر روی قطعه را نیز بر عهده دارد.بعد از انتقال امواج صوت به قطعه كار در منطقه اتصال در اثر اصطكاك زیاد این انرژی تبدیل به گرما شده و باعث نرم شدن و ذوب پلاستیك و بهوجود آمدن جوش میشود.

مزایای این روش عبارتند از :
- راندمان بالا
- تولید بالا با قیمت پایین
- سهولت در اتوماسیون
- سرعت جوش بالا
- تمیز بودن آن
مهمترین محدودیت این روش محدودیت در انرژی اعمالی و كوچك بودن عرض شیپوره ( كمتر از 250 میلی متر ) است و در نتیجه طول جوشی كه به وجود میآید كوچك است .
موارد استفاده از جوش
التراسونیك
ترموپلاستیك ها :
- جوشكاری ساده یك اتصال
- جاسازی یك قطعه در قطعه ای دیگر همرا با اتصال بین آن دو
- جوش نقطه ای ورق ها و صفحات پلاستیكی
- ...
صنایعی كه این نوع جوشكاری در آن كاربرد دارد :
- استفاده در صنعت بسته بندی
- استفاده در صنعت اتومبیل سازی
- استفاده در صنعت پزشكی
- استفاده در صنعت اسباب بازی
- صنایع مرتبط دیگر

http://insco.mihanblog.com/post/52

انوذرات اكسید سرب(II)ازواکنش نیترات سرب با كربنات سدیم در حضور امواج اولتراسونیك و افزودنی پلی وینیل پیرولیدون (PVP) به عنوان جهت دهنده سنتز شد. با فزایش كربنات سدیم به نیترات سرب، رسوب كربنات سرب تشکیل می شود که پس از جداسازی، در دمای C° 320 برای دو ساعت قرار گرفته تا بعد از دست دادن CO2 تبدیل به PbO شود. اثر عوامل مختلف نظیر غلظت واکنشگرها، دمای سنتز و اثر چند افزودنی مختلف به روش "یک عامل در یک زمان" بررسی شد. سنتز اکسید سرب در شرایط بهینه شده شامل نیترات سرب M 1/0، کربنات سدیم M 2/0، دمای ºC40 وPVP با غلظت g/l 6 منجر به تشکیل نانوذرات اکسید سرب با یک ساختار بسیار متخلخل می شود. مورفولوژی و اندازه ذرات سنتز شده بوسیله دستگاه میكروسكوپ الكترنی (SEM) بررسی شد.
كلمات كلیدی: نانوذرات،اكسید سرب، نیترات سرب، PVP، اولتراسونیك
1. مقدمه
اكسیدهای سرب به دلیل كاربرد متنوع مورد توجه فراوان قرار دارد( بخصوص PbO و PbO2) كه در این میان دی اكسید سرب به روش های متفاوتی تولید شده است اما تولید نانو ذرات اكسید سرب PbO) ) به صورت محدود مورد بررسی قرار گرفته است كه از آن جمله میتوان به تولید نانو ساختاربه روش اسپری كه هدف آن افزایش سطح تماس آن در باتریهای همراه با یون لیتیم ]1[ میباشد را نام برد.
2. بخش تجربی
2-1- مواد
برای تولید نانوذرات اكسید سرب از نیترات سرب وكربنات سرب وPVP كه ساخت كمپانی Loba Chemie از كشور هند میباشد، استفاده شد.
2-2- دستگاهها
برای سنتزاز دستگاه اولتراسونیك با مدل TECNO_GAZ ،TECNA6 از كشور ایتالیا استفاده شد. برای بررسی مورفولوژی و اندازه ذرات از دستگاه میکروسکوپ الکترونی (SEM) مدل XL30 ساخت كمپانی فیلیپس ازكشور هلند استفاده شد. روکش دهی نانوذرات با طلا به منظور تهیه عکسهای الکترونی با دستگاه لایه گذاری طلا ساخت شركت Bal-Tek كشور سوئیس استفاده شد.
2-3- روش
ابتدا نیترات سرب را با غلظت 1/. مولار تهیه كرده مقدارcc100 از آن را داخل بالن cc 500 ریخته ومقدار 10 گرم PVP بدان اضافه كرده وپس از حل شدن داخل اولتراسونیك قرار داده ودر دمای C°40 مقدار cc100 كربنات سدیم 2/. مولار به آن اضافه شد. رسوب كربنات سرب سفید رنگ بسرعت تشكیل شد که بعد از یك ساعت، با آب مقطر و اتانول شستشو داده شده و سپس صاف شد. به مدت یك ساعت در داخل اتانول با امواج اولتراسونیك هم زده شد. آنگاه دوباره صاف شده و به مدت 2 ساعت درداخل كوره C°320 گذاشته شد تا با آزاد شدن CO2 تبدیل به PbO شود. بعد از سنتز هر نمونه، ساختار و اندازه ذرات سنتز شده توسط دستگاه میکروسکوپ الکترونی مشاهده و بررسی شد.
3. نتایج وبحث
بهینه سازی شرایط سنتز نانو ذرات اكسید سرب به منظور دسترسی به نانو ساختار منظم با بررسی اثر غلظت واکنشگرها، دما ومقدار PVP بررسی شد.
3-1- اثر حضور امواج اولتراسونیک
با سنتز یک نمونه در حضور امواج اولتراسونیک و یک نمونه دیگر بدون حضور این امواج مشاهده شد که تابش امواج اولتراسونیک بر محلول سنتز اکسید سرب منجر به تشکیل ساختار منظم و ریزتری می شود.
3-2- اثر غلظت واکنشگرها
غلظت نیترات سرب از M 01/0 تا M 1 و غلظت کربنات سدیم از M 02/0 تا M 2 تغییر داده شد و اثر این تغییرات با تهیه عکس میکروسکوپ الکترونی از هر نمونه مشاهده شد. به عنوان نمونه تغییرات ساختار در 2 مورد از نمونه ها نشان داده می شود. هنگامی که سنتز در محلول شامل M 1 نیترات سرب و M 2 مولار کربنات سدیم در دمای C°40 و بدون حضور افزودنی انجام می شود ساختاری مطابق شکل 1 بدست می آید. همان طور که در شکل 1 دیده می شود، ذرات ساختاری ناهماهنگ و اندازه های بزرگتر از 100 نانومتر دارند.
شکل 1. تصویر میکروسکوپ الکترونی نمونه سنتز شده درM 1 نیترات سرب و M 2 کربنات سدیم در دمای C°40 و بدون حضور افزودنی
وقتی از محلول سنتز با غلظت 1/. مولار از نیترات سرب و 2/0 مولار کربنات سدیم در دمای C°40 و بدون حضور افزودنی استفاده می شود، ساختار نمونه به سمت تشکیل نانوذرات سوق داده می شود که تصویر SEM این نمونه در شکل 2 نشان داده شده است.
شکل 2. تصویر SEM از نمونه سنتز شده در غلظت M 1/. از نیترات سرب و M 2/. کربنات سدیم در دمای C°40 و بدون حضور افزودنی
نتایج حاصل از آزمایشات این قسمت نشان داد که اگر اکسید سرب در محلول حاوی M 1/. از نیترات سرب و M 2/. کربنات سدیم سنتز شود، ساختارهای منظم با اندازه ذراتی کمتر از 100 نانومتر حاصل می شود.
3-3- اثر دمای سنتز
سنتز اکسید سرب در غلظت M 1/. از نیترات سرب و M 2/. کربنات سدیم و بدون حضور افزودنی در چند دمای مختلف در گستره C°0 تا C°70 انجام شد. نتایج نشان داد که در دمای سنتز C°40 ساختار منظم تر با اندازه ریزتر بدست می آید. برای نشان دادن اثر دما، تصاویر SEM دو نمونه از سنتزها در شکل 3 و 4 نشان داده شده است.
شکل 3. تصویر SEM نمونه سنتز شده در دمای صفر درجه شكل 4. تصویر SEM نمونه سنتز شده در دمای C°40
3-4- بررسی اثر افزودنی های مختلف
پس از بهینه سازی اثر غلظت واکنشگرها و دما، سنتز در حضور افزودنی های سدیم دودسیل سولفات (SDS)، سدیم بنزن سولفونات (SDBS)، ستیل تری متیل آمونیوم برمید (CTAB)، پلی وینیل الکل (PVA) و پلی وینیل پیرولیدون (PVP) ]4[ انجام شد. با بررسی تصاویر میکروسکوپ الکترونی نمونه های حاصل، مشخص شد که بهترین کارآیی مربوط به PVP است به همین دیل این افزودنی به عنوان یک افزودنی جهت دهنده ساختار انتخاب شده و اثر تغییر غلظت آن بر روی مورفولوژی و اندازه ذرات حاصل بررسی شد. غلظت PVP از g/l 5/0 تا g/l 6 تغییر داده شد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی سه مورد از نمونه های تهیه شده در حضور مقادیر مختلف PVP در شکلهای 5 تا 7 نشان داده شده است. شکل 5 و 6 تصاویر میکروسکوپ الکترونی نمونه هایی را نشان می دهند که به ترتیب در غلظت g/l 5/0 (کمتر از مقدار بهینه) و g/l 6 (بیشتر از مقدار بهینه) سنتز شده اند. با مقایسه ین دو تصویر با تصویر نشان داده شده در شکل 7 مشخص می شود که در غلظت g/l 1 از جهت دهنده ساختاری PVP پودر اکسید سرب با یک ساختار بسیار منظم و متخلخل و با اندازه ذرات در کستره 20 تا 40 نانومتر بدست می آید.
شکل 5. تصویر SEM نمونه اکسید سرب سنتز شده در حضور g/l 5/0 PVP شکل 6. تصویر SEM نمونه اکسید سرب سنتز شده در حضور g/l 6 PVP
شکل 7. تصویر SEM نمونه اکسید سرب سنتز شده در حضور g/l 1 PVP

نتیجه گیری
با سنتز اکسید سرب در حضور امواج اولتراسونیک و افزودنی PVP ذرات بسیار متخلخل با ساختار بسیار یکنواخت و اندازه ذرات نانومتری حاصل می شود.


http://powercontrol.mihanblog.com/extrapage/794



داغ کن - کلوب دات کام
نظرات()