Ultraäänihitsaus on teollinen prosessi, jossa korkeataajuisia ultraäänivärähtelyjä kohdistetaan paikallisesti työkappaleisiin, joita pidetään yhdessä paineen alaisena muodostaen solid-state-hitsauksen.Sitä käytetään yleisesti muovien ja metallien ja erityisesti erilaisten materiaalien liittämiseen.Ultraäänihitsauksessa ei tarvita liitospultteja, nauloja, juotosmateriaaleja tai liimoja materiaalien sitomiseen yhteen.Metalleille sovellettaessa tämän menetelmän merkittävä ominaisuus on, että lämpötila pysyy selvästi mukana olevien materiaalien sulamispisteen alapuolella, mikä estää ei-toivotut ominaisuudet, joita saattaa syntyä materiaalien altistumisesta korkeille lämpötiloille.
Monimutkaisten ruiskuvalettujen termoplastisten osien liittämiseksi ultraäänihitsauslaitteet voidaan helposti räätälöidä hitsattavien osien tarkkojen ominaisuuksien mukaan.Osat asetetaan kiinteän muotoisen pesän (alasimen) ja anturiin kytketyn sonotrodin (torven) väliin, jolloin syntyy ~20 kHz matalaamplitudista akustista tärinää.(Huomautus: Kestomuovien ultraäänihitsauksessa käytetyt yleiset taajuudet ovat 15 kHz, 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz ja 70 kHz).Muoveja hitsattaessa näiden kahden osan rajapinta on suunniteltu erityisesti sulatusprosessin keskittämiseksi.Yhdessä materiaalissa on yleensä piikki tai pyöristetty energiaohjain, joka koskettaa toista muoviosaa.Ultraäänienergia sulattaa osien välisen pistekontaktin muodostaen liitoksen.Tämä prosessi on hyvä automatisoitu vaihtoehto liimalle, ruuveille tai snap-fit-malleille.Sitä käytetään tyypillisesti pienten osien kanssa (esim. matkapuhelimet, kulutuselektroniikka, kertakäyttöiset lääketieteelliset työkalut, lelut jne.), mutta sitä voidaan käyttää niinkin suurissa osissa kuin pieni autojen mittaristo.Ultraääniä voidaan käyttää myös metallien hitsaukseen, mutta tyypillisesti rajoittuu ohuiden, muokattavien metallien, esim. alumiinin, kuparin, nikkelin, pieniin hitseihin.Ultraääniä ei käytettäisi auton alustan tai polkupyörän osien yhteenhitsaukseen tarvittavien tehotasojen vuoksi.
Kestomuovien ultraäänihitsaus aiheuttaa muovin paikallista sulamista johtuen värähtelyenergian imeytymisestä hitsattavaa liitosta pitkin.Metalleissa hitsaus tapahtuu pintaoksidien korkeapainedispersion ja materiaalien paikallisen liikkeen vuoksi.Vaikka lämmitys on olemassa, se ei riitä perusmateriaalien sulattamiseen.
Ultraäänihitsausta voidaan käyttää sekä koville että pehmeille muoveille, kuten puolikiteisille muoville, ja metalleille.Ultraäänihitsauksen ymmärtäminen on lisääntynyt tutkimuksen ja testauksen myötä.Kehittyneempien ja halvempien laitteiden keksiminen ja muovi- ja elektroniikkakomponenttien lisääntynyt kysyntä ovat johtaneet kasvavaan tietoon perusprosessista.Monet ultraäänihitsauksen näkökohdat vaativat kuitenkin vielä lisätutkimuksia, kuten hitsin laadun yhdistäminen prosessiparametreihin.Ultraäänihitsaus on edelleen nopeasti kehittyvä ala.
Postitusaika: 02.12.2021