Testy pod kątem pęknięć oraz funkcjonalności na sonotrodach, a także ich naprawa

Sonotrody to kosztowne, specjalne urządzenia. W związku z tym, każda sonotroda powinna zostać skonstruowana w taki sposób, aby zagwarantować możliwie jak najdłuższą żywotność. Jeżeli dana sonotroda nie działa właściwie, rozsądnie jest poszukać przyczyny. Na przykład sonotrody mogą pękać z różnych powodów (Więcej informacji można przeczytać w naszym ebooku eBook „Kiepskie Fale“).

Testy pęknieć na sonotrodach

Podczas oceny sonotrody, pierwszą rzeczą do zrobienia jest przetestowanie jej podstawowych funkcji oraz ustalenie czy amplituda przebiega zgodnie z równym przebiegiem krzywej i czy częstotliwość leży w zakresie, który może wciąż zostać “wyłapany” przez generator. USM 3.1 razem z oscyloskopem umożliwia szybki test nawet w trakcie trwania procesu lub produkcji.

Mierzenie fal dźwiękowych oraz częstotliwości za pomocą USM 3.1

Mierzenie fal dźwiękowych oraz częstotliwości za pomocą USM 3.1

Jeżeli pojawi się wyraźne wskazanie, że sonotroda ma pęknięcie, nie ma już potrzeby kontynuowania testu, ponieważ naprawa pęknięć na sonotrodach nie jest możliwa.

Określenie czy występują pęknięcia jest bardzo proste: sonotroda głośno “piszczy“. Wynika to z faktu, że ruchy fal dźwiękowych – których nie słychać wcale lub prawie wcale podczas pracy z dokładną sonotrodą – przy pęknięciu prowadzą do częstotliwości bocznych mieszczących się w słyszalnym zakresie. Z drugiej strony, impedancja sonotrody znacznie wzrasta. W większości przypadków pękniętej sonotrody nie można nawet wprowadzić w drgania.

Wykrycie jak postępuje pęknięcie ma zawsze sens, ponieważ może to świadczyć o wadliwej konstrukcji lub niewłaściwym użytkowaniu.

Powszechna metoda na znalezienie dowodu pęknięcia to tzw. badanie penetracyjne. Jest to nie tylko badanie nieniszczące, ale również proste, bezpieczne i bardzo skuteczne.

 badanie penetracyjne

Przy badaniu penetracyjnym (PT), stosowane są dwa różne środki. Pęknięcia są łatwo wykrywalne dzięki intensywnemu, czerwonemu zabarwieniu.

Do pojawienia się pęknięć przyczyniają się różne czynniki. W większości przypadków pękanie spowodowane jest wadliwą konstrukcją, błędami obsługi, nieprecyzyjnym wykonaniem lub zmęczeniem materiału.

Wtrącenia

Innym powodem pękania może być użycie materiału zawierającego wtrącenia (wgłębienia, ubytki, nierówności). Taki materiał zupełnie nie nadaje się do budowy sonotrod.

Wtrącenia

Obszar wtrącenia widoczny na rozciętej sonotrodzie.
Pod wpływem fal dźwiękowych wtrącenia prowadzą do skoków napięcia i całkowitego zniszczenia sonotrody.

Przeróbka sonotrod

Niemniej jednak sonotrody podlegają również mechanicznemu ścieraniu (szczególnie podczas pracy w warunkach tzw. kontaktu metal-metal, występującym przy obróbce błony lub tkanki), co po pewnym czasie może sprawić, że nie będą się one więcej nadawały do bardzo wrażliwych lub dokładnych zastosowań. Możliwość regeneracji należy przewidzieć już na etapie ich projektowania. To całkiem możliwe, aby skonstruować sonotrody do wielu różnych rozwiązań i zaprojektować powierzchnię roboczą tak, aby mogła być wielokrotnie szlifowana.

Sonotroda przed i po przeróbce

Sonotroda z abrazją i wżerami (linki). Sonotroda po obróbce końcowej – koszt obróbki około 20% pierwotnej ceny (rechty).