Co to jest spawanie ultradźwiękowe?

Spawanie ultradźwiękowe to technika przemysłowa, w której dwa kawałki plastiku lub metalu są ze sobą płynnie połączone poprzez wibracje akustyczne o wysokiej częstotliwości. Jeden element do spawania jest umieszczony na stałym kowadle, a drugi element jest umieszczony na górze. Przedłużenie („klakson”) podłączone do przetwornika jest opuszczane na górną część, a bardzo mała (~ 20 000 KHz) wibracja akustyczna o niskiej amplitudzie jest przykładana do małej strefy spawania. Energia akustyczna zamieniana jest w energię cieplną przez tarcie, a części są zespawane w niecałą sekundę.

Spawanie ultradźwiękowe jest wyjątkowe, ponieważ żadne łączące śruby, gwoździe, materiały lutownicze lub kleje nie są konieczne do połączenia obu części. Oszczędza to znacznie koszty produkcji i tworzy atrakcyjne wizualnie (tj. Niezauważalne) szwy w domenach produktów, w których ważny jest wygląd. Ponieważ spawanie ultradźwiękowe jest procesem w dużej mierze zautomatyzowanym, technik musi jedynie pociągnąć dźwignię, a spawanie jest zakończone. Minusem spawania ultradźwiękowego jest to, że dotyczy on tylko małych elementów - zegarków, kaset, produktów z tworzyw sztucznych, zabawek, narzędzi medycznych i opakowań. Na przykład podwozia samochodu nie można zmontować za pomocą spawania ultradźwiękowego, ponieważ energie związane ze spawaniem większych elementów byłyby wygórowane.

Technologia spawania ultradźwiękowego pojawiła się na początku lat 90. i od tego czasu jest w fazie szybkiego rozwoju. Wraz z rozwojem technologii wzrasta zakres materiałów, które można łączyć ze sobą za pomocą tej techniki. Początkowo można było spawać tylko nieelastyczne tworzywa sztuczne, ponieważ ich właściwości materiałowe umożliwiały wydajne przenoszenie energii akustycznej z jednej części na drugą. Obecnie mniej sztywne tworzywa sztuczne, takie jak tworzywa półkrystaliczne, można spawać, ponieważ do strefy spawania można przyłożyć duże ilości energii akustycznej. Gdy technologia dojrzewa i staje się coraz bardziej wszechstronna, prawdopodobnie przestanie ona istnieć w dużych klasach historycznych technik łączenia materiałów.