Ультразвукове зварювання — це промисловий процес, за допомогою якого високочастотні ультразвукові акустичні коливання локально застосовуються до заготовок, які утримуються разом під тиском, для створення твердотільного зварного шва.Його зазвичай використовують для пластмас і металів, особливо для з’єднання різнорідних матеріалів.При ультразвуковому зварюванні немає з’єднувальних болтів, цвяхів, паяльних матеріалів або клеїв, необхідних для з’єднання матеріалів.При застосуванні до металів помітною характеристикою цього методу є те, що температура залишається значно нижчою за точку плавлення задіяних матеріалів, таким чином запобігаючи будь-яким небажаним властивостям, які можуть виникнути внаслідок впливу високої температури на матеріали.
Для з’єднання складних формованих під тиском термопластичних деталей обладнання для ультразвукового зварювання можна легко налаштувати відповідно до точних специфікацій деталей, що зварюються.Частини затиснуті між гніздом фіксованої форми (ковадло) і сонотродом (рогом), підключеним до перетворювача, і випромінюється акустична вібрація низької амплітуди ~20 кГц.(Примітка: для ультразвукового зварювання термопластів використовуються загальні частоти 15 кГц, 20 кГц, 30 кГц, 35 кГц, 40 кГц і 70 кГц).Під час зварювання пластику поверхня двох частин спеціально розроблена для зосередження процесу плавлення.Один з матеріалів зазвичай має гострий або заокруглений енергетичний напрямок, який контактує з другою пластиковою частиною.Ультразвукова енергія розплавляє точковий контакт між деталями, створюючи з’єднання.Цей процес є хорошою автоматизованою альтернативою клею, шурупам або конструкціям із замиканням.Зазвичай він використовується з невеликими деталями (наприклад, стільниковими телефонами, споживчою електронікою, одноразовими медичними інструментами, іграшками тощо), але його можна використовувати для таких великих деталей, як невелика автомобільна панель приладів.Ультразвук також можна використовувати для зварювання металів, але зазвичай обмежується невеликими зварними швами тонких ковких металів, наприклад алюмінію, міді, нікелю.Ультразвук не буде використовуватися для зварювання шасі автомобіля або для зварювання частин велосипеда разом через необхідні рівні потужності.
Ультразвукове зварювання термопластів викликає локальне плавлення пластику за рахунок поглинання коливальної енергії вздовж зварюваного з’єднання.У металах зварювання відбувається за рахунок дисперсії поверхневих оксидів під високим тиском і локального руху матеріалів.Хоча нагрівання є, його недостатньо для розплавлення основних матеріалів.
Ультразвукове зварювання можна використовувати як для твердих, так і для м’яких пластмас, таких як напівкристалічні пластмаси, і металів.Розуміння ультразвукового зварювання розширилося завдяки дослідженням і випробуванням.Винахід більш складного та недорогого обладнання та збільшення попиту на пластикові та електронні компоненти призвели до зростання знань про фундаментальний процес.Однак багато аспектів ультразвукового зварювання все ще потребують додаткового вивчення, наприклад зв’язок якості зварювання з параметрами процесу.Ультразвукове зварювання продовжує бути галуззю, що швидко розвивається.
Час публікації: 02 грудня 2021 р