Η συγκόλληση με υπερήχους είναι μια βιομηχανική διαδικασία κατά την οποία οι ακουστικοί κραδασμοί υπερήχων υψηλής συχνότητας εφαρμόζονται τοπικά σε τεμάχια εργασίας που συγκρατούνται μαζί υπό πίεση για να δημιουργηθεί μια συγκόλληση στερεάς κατάστασης.Χρησιμοποιείται συνήθως για πλαστικά και μέταλλα, και ειδικά για την ένωση ανόμοιων υλικών.Στη συγκόλληση με υπερήχους, δεν υπάρχουν συνδετικά μπουλόνια, καρφιά, υλικά συγκόλλησης ή κόλλες που απαιτούνται για τη σύνδεση των υλικών μεταξύ τους.Όταν εφαρμόζεται σε μέταλλα, ένα αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό αυτής της μεθόδου είναι ότι η θερμοκρασία παραμένει πολύ κάτω από το σημείο τήξης των εμπλεκόμενων υλικών, αποτρέποντας έτσι τυχόν ανεπιθύμητες ιδιότητες που μπορεί να προκύψουν από την έκθεση των υλικών σε υψηλή θερμοκρασία
Για τη σύνδεση σύνθετων θερμοπλαστικών εξαρτημάτων χυτευμένων με έγχυση, ο εξοπλισμός συγκόλλησης με υπερήχους μπορεί εύκολα να προσαρμοστεί ώστε να ταιριάζει στις ακριβείς προδιαγραφές των εξαρτημάτων που συγκολλούνται.Τα μέρη τοποθετούνται μεταξύ μιας σταθερής φωλιάς (αμόνι) και ενός sonotrode (κόρνα) συνδεδεμένο με έναν μορφοτροπέα και εκπέμπεται μια ακουστική δόνηση χαμηλού πλάτους ~20 kHz.(Σημείωση: Οι συνήθεις συχνότητες που χρησιμοποιούνται στη συγκόλληση θερμοπλαστικών με υπερήχους είναι 15 kHz, 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz και 70 kHz).Κατά τη συγκόλληση πλαστικών, η διεπαφή των δύο μερών είναι ειδικά σχεδιασμένη για να συγκεντρώνει τη διαδικασία τήξης.Ένα από τα υλικά έχει συνήθως έναν αιχμηρό ή στρογγυλεμένο ενεργειακό διευθυντή που έρχεται σε επαφή με το δεύτερο πλαστικό μέρος.Η υπερηχητική ενέργεια λιώνει την σημειακή επαφή μεταξύ των μερών, δημιουργώντας μια άρθρωση.Αυτή η διαδικασία είναι μια καλή αυτοματοποιημένη εναλλακτική λύση σε σχέδια με κόλλα, βίδες ή κουμπωτά.Συνήθως χρησιμοποιείται με μικρά εξαρτήματα (π.χ. κινητά τηλέφωνα, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, ιατρικά εργαλεία μιας χρήσης, παιχνίδια κ.λπ.), αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε εξαρτήματα τόσο μεγάλα όσο ένα μικρό ταμπλό οργάνων αυτοκινήτου.Οι υπερήχοι μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη συγκόλληση μετάλλων, αλλά συνήθως περιορίζονται σε μικρές συγκολλήσεις λεπτών, εύπλαστων μετάλλων, π.χ. αλουμίνιο, χαλκός, νικέλιο.Οι υπερήχοι δεν θα χρησιμοποιηθούν για τη συγκόλληση του σασί ενός αυτοκινήτου ή για τη συγκόλληση κομματιών ενός ποδηλάτου μεταξύ τους, λόγω των απαιτούμενων επιπέδων ισχύος.
Η συγκόλληση θερμοπλαστικών με υπερήχους προκαλεί τοπική τήξη του πλαστικού λόγω της απορρόφησης της δονητικής ενέργειας κατά μήκος της ένωσης που πρόκειται να συγκολληθεί.Στα μέταλλα, η συγκόλληση συμβαίνει λόγω της υψηλής πίεσης διασποράς των επιφανειακών οξειδίων και της τοπικής κίνησης των υλικών.Αν και υπάρχει θέρμανση, δεν αρκεί να λιώσει τα υλικά βάσης.
Η συγκόλληση με υπερήχους μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για σκληρά όσο και για μαλακά πλαστικά, όπως ημικρυσταλλικά πλαστικά και μέταλλα.Η κατανόηση της συγκόλλησης με υπερήχους έχει αυξηθεί με την έρευνα και τις δοκιμές.Η εφεύρεση πιο εξελιγμένου και φθηνού εξοπλισμού και η αυξημένη ζήτηση για πλαστικά και ηλεκτρονικά εξαρτήματα οδήγησαν σε μια αυξανόμενη γνώση της βασικής διαδικασίας.Ωστόσο, πολλές πτυχές της συγκόλλησης με υπερήχους εξακολουθούν να απαιτούν περισσότερη μελέτη, όπως η συσχέτιση της ποιότητας της συγκόλλησης με τις παραμέτρους της διαδικασίας.Η συγκόλληση με υπερήχους συνεχίζει να είναι ένας ταχέως αναπτυσσόμενος τομέας.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-02-2021