جوشکاری اولتراسونیک چیست؟

جوشکاری اولتراسونیک یک فرآیند صنعتی است که در آن ارتعاشات صوتی اولتراسونیک با فرکانس بالا به صورت موضعی بر روی قطعات کاری که تحت فشار در کنار هم قرار گرفته اند اعمال می شود تا یک جوش حالت جامد ایجاد شود.معمولاً برای پلاستیک ها و فلزات و به ویژه برای اتصال مواد غیر مشابه استفاده می شود.در جوشکاری اولتراسونیک، هیچ پیچ، میخ، مواد لحیم کاری یا چسب لازم برای اتصال مواد به یکدیگر وجود ندارد.هنگامی که بر روی فلزات اعمال می شود، ویژگی قابل توجه این روش این است که دما بسیار پایین تر از نقطه ذوب مواد درگیر باقی می ماند و بنابراین از هر گونه خواص ناخواسته ای که ممکن است در اثر قرار گرفتن در معرض دمای بالا مواد ایجاد شود جلوگیری می کند.

برای اتصال قطعات ترموپلاستیک قالب‌گیری شده با تزریق پیچیده، تجهیزات جوش اولتراسونیک را می‌توان به راحتی برای مطابقت با مشخصات دقیق قطعات در حال جوش سفارشی کرد.قطعات بین یک آشیانه شکل ثابت (سندان) و یک سونوترود (شاخ) متصل به مبدل قرار می گیرند و یک ارتعاش صوتی با دامنه کم حدود 20 کیلوهرتز منتشر می شود.(توجه: فرکانس های رایج مورد استفاده در جوشکاری اولتراسونیک ترموپلاستیک ها عبارتند از 15 کیلوهرتز، 20 کیلوهرتز، 30 کیلوهرتز، 35 کیلوهرتز، 40 کیلوهرتز و 70 کیلوهرتز).هنگام جوشکاری پلاستیک، رابط دو قسمت به طور ویژه برای تمرکز فرآیند ذوب طراحی شده است.یکی از مواد معمولا دارای یک مدیر انرژی میخ دار یا گرد است که با قسمت پلاستیکی دوم تماس می گیرد.انرژی اولتراسونیک تماس نقطه ای بین قطعات را ذوب می کند و یک مفصل ایجاد می کند.این فرآیند یک جایگزین خودکار خوب برای طرح‌های چسب، پیچ یا چسباننده است.معمولاً برای قطعات کوچک (مانند تلفن های همراه، لوازم الکترونیکی مصرفی، ابزارهای پزشکی یکبار مصرف، اسباب بازی ها و غیره) استفاده می شود، اما می توان آن را روی قطعاتی به بزرگی یک دسته ابزار کوچک خودرو استفاده کرد.آلتراسونیک همچنین می تواند برای جوشکاری فلزات استفاده شود، اما معمولاً به جوش های کوچک فلزات نازک و چکش خوار، مانند آلومینیوم، مس، نیکل محدود می شود.به دلیل سطح قدرت مورد نیاز، از سونوگرافی در جوش دادن شاسی خودرو یا در جوش دادن قطعات دوچرخه به یکدیگر استفاده نمی شود.

جوشکاری اولتراسونیک ترموپلاستیک ها به دلیل جذب انرژی ارتعاشی در امتداد اتصال مورد جوش باعث ذوب موضعی پلاستیک می شود.در فلزات، جوشکاری به دلیل پراکندگی فشار زیاد اکسیدهای سطحی و حرکت موضعی مواد اتفاق می افتد.اگرچه گرمایش وجود دارد، اما ذوب کردن مواد پایه کافی نیست.

جوشکاری اولتراسونیک هم برای پلاستیک های سخت و هم برای پلاستیک های نرم مانند پلاستیک های نیمه بلوری و فلزات قابل استفاده است.درک جوشکاری اولتراسونیک با تحقیق و آزمایش افزایش یافته است.اختراع تجهیزات پیچیده تر و ارزان تر و افزایش تقاضا برای قطعات پلاستیکی و الکترونیکی منجر به دانش روزافزون در مورد فرآیند اساسی شده است.با این حال، بسیاری از جنبه‌های جوشکاری اولتراسونیک هنوز به مطالعه بیشتری نیاز دارند، مانند ارتباط کیفیت جوش با پارامترهای فرآیند.جوشکاری اولتراسونیک همچنان به عنوان یک رشته به سرعت در حال توسعه است.