Introduktion till ultraljudssvetsning

 

Ultraljudssvetsning använder ultraljudsteknik för plastsvetsning, som omvandlar högfrekvent elektrisk energi till mekanisk vibrationsenergi genom ultraljudsomvandlare, och sedan överför den mekaniska vibrationsenergin till svetshuvudet efter att ha ändrat dess amplitud genom en banneranordning. När svetshuvudet närmar sig ytan av den bearbetade produkten genereras ultraljudsvågor automatiskt, vilket orsakar högfrekventa mikroamplitudvibrationer på ytan av den bearbetade produkten. Friktion med ytan på den bearbetade produkten omvandlas till värme, som smälter den bearbetade produkten före smältning. På grund av punktsvetsoperationen är svetsningen relativt mer perfekt, och olika svetseffekter kan erhållas genom att byta ut svetshuvudet.

 

 

Hur fungerar ultraljudssvetsning?

När ultraljudsvibrationer träffar ett material (som plast) börjar molekylkedjorna att svänga. Molekylerna börjar röra sig och skaver mot varandra. Detta genererar energi (känd som friktionsvärme). För termoplastiska material kan denna process göra att de börjar smälta. Ultraljudssvetsning använder denna princip. Efter en kort hålltid under extra tryck kan olika material (komponenter) svetsas samman på molekylär nivå i anslutningsområdet.

Vad är ultraljudssvetsning lämplig för?

Ultraljudssvetsning sker inom några sekunder utan behov av några hjälpverktyg som lim eller skruvar. Ultraljud används vid tillverkning av förpackningar, bildelar, leksaker etc., till exempel av:

1. Ansluta formsprutade delar (som leksaker)
2. Inbäddade membran (som filtermembran som används i medicinska komponenter)
3. Integrering av läder, fibertyg och textilier (som luftfilter i bilar)
4. Att stapla ihop olika typer av material (t.ex. för krockkuddar)
5. Använd formningstekniker för att skapa kontakter med formpassning (som magnetiska kontakter i laddare)
6. Försänkt uttag och magnet (som inkapslad magnet för att aktivera sensorer)

 

 

 

Ultraljudssvetssystem:

Det kompletta ultraljudssvetssystemet består av olika komponenter. Aktiva komponenter genererar vibrationer, överför vibrationer och applicerar det på svetsfogar. De passiva komponenterna absorberar den kraft som genereras och fixerar komponenterna i lämpliga lägen, speciellt vid svetsfogarna där de bärande komponenterna är sammankopplade.

Komponenter:

Ultraljudsgenerator

Ultraljudsgivare

Ultraljuds amplitudspak

Ultraljudsverktygshuvud

Kombinationen av givare, amplitudstavar och ultraljudsgeneratorer bildar en så kallad stack.

 

 

 

Processteknik: Energifokuseringsprincip:

För att exakt smälta komponenterna är det nödvändigt att koncentrera vibrationsenergin till en punkt. Detta kallas energifokusering. Denna specifika punkt är den plats där värmeutvecklingen är starkast och smältning sker - definierad som en lågenergisvetsprocess.

 

Typer av energifokusering:

Allt är en fråga om form: för att vibrationsenergin ska konvergera i rätt punkt måste den geometriska formen på de delar eller verktyg som ska svetsas utformas därefter. För komponentintegrationsfokusering fokuserar en energidirektör (ED) energi på själva materialet. För fokuseringsverktygets geometriska form är verktygets form lämplig för en specifik tillämpning.

Vilka material kan svetsas med hjälp av ultraljudsvågor?

Generellt sett kan de flesta termoplastiska material (plaster som kan bildas genom uppvärmning) svetsas med hjälp av ultraljudsvågor. Ju hårdare material, desto bättre. Förutom plast är olika icke-järnmetaller som aluminium, nickel, mässing och koppar också lämpliga för ultraljudssvetsning.