Bevezetés az ultrahangos hegesztésbe

 

Az ultrahangos hegesztés az ultrahangos műanyaghegesztési technológiát alkalmazza, amely a nagyfrekvenciás elektromos energiát ultrahangos jelátalakítókon keresztül mechanikai rezgési energiává alakítja, majd a mechanikai rezgésenergiát továbbítja a hegesztőfejnek, miután megváltoztatta az amplitúdóját egy transzparens eszközön keresztül. Amikor a hegesztőfej megközelíti a feldolgozott termék felületét, automatikusan ultrahanghullámok keletkeznek, amelyek mikro amplitúdójú nagyfrekvenciás rezgést okoznak a feldolgozott termék felületén. A feldolgozott termék felületével való súrlódás hővé alakul, amely a feldolgozott terméket az olvadás előtt megolvasztja. A ponthegesztési műveletnek köszönhetően a hegesztés viszonylag tökéletesebb, a hegesztőfej cseréjével különböző hegesztési hatások érhetők el.

 

 

Hogyan működik az ultrahangos hegesztés?

Amikor az ultrahangos rezgés egy anyagot (például műanyagot) ér, a molekulaláncok oszcillálni kezdenek. A molekulák elkezdenek mozogni és egymáshoz dörzsölődnek. Ez energiát termel (súrlódási hőként ismert). A hőre lágyuló anyagok esetében ez a folyamat olvadásnak indulhat. Az ultrahangos hegesztés ezt az elvet használja. További nyomás alatti rövid tartási idő után a csatlakozási területen molekuláris szinten különböző anyagok (komponensek) hegeszthetők össze.

Mire alkalmas az ultrahangos hegesztés?

Az ultrahangos hegesztés másodpercek alatt megtörténik anélkül, hogy bármilyen segédeszközre, például ragasztókra vagy csavarokra lenne szükség. Az ultrahangot csomagolóanyagok, autóalkatrészek, játékok stb. gyártásában használják, például:

1. Fröccsöntött alkatrészek (például játékok) csatlakoztatása
2. Beágyazott membránok (például orvosi alkatrészekben használt szűrőmembránok)
3. Bőr, nem szőtt szövetek és textíliák integrálása (például az autók légszűrői)
4. Különféle anyagok egymásra rakása (pl. légzsákokhoz)
5. Használjon formázási technikákat alakra illeszkedő csatlakozók létrehozásához (például mágneses érintkezők a töltőkben)
6. Süllyesztett foglalat és mágnes (például tokozott mágnes az érzékelők aktiválásához)

 

 

 

Ultrahangos hegesztőrendszer:

A teljes ultrahangos hegesztőrendszer különböző alkatrészekből áll. Az aktív komponensek vibrációt keltenek, vibrációt továbbítanak és a hegesztett kötésekre alkalmazzák. A passzív alkatrészek felveszik a keletkező erőt és rögzítik az alkatrészeket a megfelelő pozíciókban, különösen a hegesztett csatlakozási pontokon, ahol a tartóelemek össze vannak kötve.

Alkatrészek:

Ultrahangos generátor

Ultrahangos jelátalakító

Ultrahangos amplitúdó kar

Ultrahangos szerszámfej

A jelátalakítók, amplitúdórudak és ultrahangos generátorok kombinációja úgynevezett stacket alkot.

 

 

 

Folyamattechnológia: Energiafókuszálási elv:

Az alkatrészek pontos megolvasztásához a rezgési energiát egy ponton kell koncentrálni. Ezt energiafókuszálásnak hívják. Ez az a pont, ahol a hőfejlődés a legerősebb és az olvadás megtörténik – alacsony energiájú hegesztési folyamatként definiálva.

 

Az energiafókuszálás típusai:

Minden forma kérdése: ahhoz, hogy a rezgési energia a megfelelő ponton konvergáljon, ennek megfelelően kell megtervezni a hegesztendő alkatrészek vagy szerszámok geometriai alakját. A komponensintegrációs fókuszáláshoz az energiairányító (ED) magára az anyagra fókuszálja az energiát. A fókuszáló szerszám geometriai alakjához a szerszám formája egy adott alkalmazáshoz megfelelő.

Milyen anyagok hegeszthetők ultrahanghullámokkal?

Általánosságban elmondható, hogy a legtöbb hőre lágyuló anyag (hevítéssel kialakítható műanyagok) ultrahangos hullámokkal hegeszthető. Minél keményebb az anyag, annál jobb. A műanyagok mellett a különböző színesfémek, mint az alumínium, a nikkel, a sárgaréz és a réz is alkalmasak ultrahangos hegesztésre.