Ultraschallschweißen von Kunststoff, Kunststoffe, Metalle, Kunststoffe, Aluminiumprofilen. Ultraschallschweißen: Technologie, Gefahren

Ultraschallschweißen von Metallen ist ein Verfahren , bei dem die erhaltene permanente Verbindung an eine feste Phase. Bildung juvenile Abschnitte (die in der Verbindung ausgebildet sind) und den Kontakt zwischen ihnen eintritt, unter dem Einfluß eines Spezialwerkzeugs. Es bietet die kombinierte Wirkung der relative tangentiale Verschiebung von kleiner Amplitude und eine Drucknormalkraft auf dem Werkstück abwechselt. Betrachten wir nun die Details dessen, was eine Ultraschall-Schweißtechnik.

Mechanismus Verbindung

Kleine Amplitude Verschiebungen treten zwischen den Teilen mit einer Ultraschallfrequenz. Aufgrund ihrer mikroskopischen Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der Teile zu einer plastischen Verformung unterzogen. Zusammen mit dieser Kopplungszone sind vor Verschmutzung evakuiert. Ultraschall mechanische Schwingungen werden an den Schweißabschnitt des Werkzeugs von der Außenseite des Vorformlings übertragen wird . Der gesamte Prozess wird in einer solchen Weise organisiert, wie Schlupf von Werkzeugen und Unterstützung auf Teilflächen zu verhindern. In dem Verfahren durch das Werkstück Oszillation der Weitergabe erfolgt Energiedissipation. Dies wird durch die Reibung zwischen den Außenflächen in der Anfangsstufe des Schweißens und inneren Reibung im Material erreicht, zwischen dem Träger gelegt und das Formwerkzeug nach dem Einstellabschnitt. In Verbindung mit der erhöhten Temperatur, die Verformung erleichtert.

Das spezifische Verhalten des Materials

Tangentiale Bewegung zwischen den Teilen und der Spannung, die durch sie verursacht werden, und wirkt zusammen mit Kompression der Dichtkraft liefert intensive lokalisierte plastische Verformung in kleinen Mengen in den Oberflächenschichten. Der gesamte Prozess wird durch mechanisches Schleifen und Evakuieren von Oxidfilmen und anderen Verunreinigungen begleitet. Ultraschallschweißen ermöglicht eine Verringerung der Streckgrenze, die die plastische Verformung erleichtert.

Prozess Merkmale

Ultraschallschweißen ermöglicht, die notwendigen Voraussetzungen für die Verbindung. Dies wird durch mechanische Wandlerschwingungen erreicht. Aufgrund der Schwingungsenergie sind komplexe Scherbelastung, Kompression und Spannung. Plastische Verformung erfolgt durch die Grenzen der Elastizität Materialien übersteigt. Zubereitung feste Verbindung wird durch Erhöhung des Bereichs der direkten Berührung nach dem Evakuieren Oberflächenoxide sichergestellt, organische und adsorbierte Filme.

Die Verwendung von Ultraschall

Ultraschall ist weit verbreitet im wissenschaftlichen Bereich verwendet. Damit erforschen Wissenschaftler eine Reihe von physikalischen Eigenschaften von Stoffen und Phänomenen. In der Industrie wird Ultraschall zur Entfettung und Reinigung Produkten mit harten Materialien verwendet. Darüber hinaus die Kristallisation von Schmelzen positiv Schwankungen beeinflussen. Ultraschall bietet sie Entgasung und Mahlen von Getreide, erhöhen die mechanischen Eigenschaften von Gusswerkstoffen. Schwankungen fördern Entfernung von Restspannung. Sie werden auch zur Erhöhung der Geschwindigkeit der langsamen chemischen Reaktionen verwendet. Ultraschallschweißen kann für verschiedene Zwecke verwendet werden. Schwingungen können eine Energiequelle für die Bildung der Naht und Punkt-Verbindungen sein. Bei der Ultraschall-Schweißbades während der Kristallisation die mechanischen Eigenschaften der Verbindung aufgrund von Schleifen der Schweißstruktur und die intensive Entfernung von Gasen verbessert ausgesetzt. Aufgrund der Tatsache, dass die Schwingungen aktiv Schmutz entfernen sind, künstlicher und natürlicher Film kann die Einzelteile, oxidiert, lackiert, etc .. Oberfläche verbinden. Ultraschall kann die Restspannung beim Schweißen auftretenden verringern oder beseitigen. Für Oszillationen Konto kann die Struktur der Verbindung Komponenten stabilisieren. Dies wiederum hilft, die Wahrscheinlichkeit einer spontanen struktureller Deformation danach zu verhindern. Das Ultraschallschweißen wird immer in den letzten Jahren weit verbreitet. Dies ist wegen der unbestrittenen Vorteile dieses Verfahrens im Vergleich zu der Verbindung und einer kalten Kontaktverfahren. Besonders häufig Ultraschallschwingungen in der Mikroelektronik eingesetzt. Eine vielversprechende Richtung Ultraschallschweißung Kunststoffe. Einige von ihnen können nicht auf andere Verfahren verbunden werden. In Industrieanlagen ist es derzeit Ultraschallschweißen von dünnwandigen Aluminiumprofilen, Folie, Metalldraht durchgeführt. Ein besonders wirksames Verfahren für diese Verbindung Produkte aus mehreren Materialien. Ultraschallschweißen von Aluminium wird bei der Herstellung von Haushaltsgeräten verwendet. Dieses Verfahren ist wirksam, wenn Splicing Blattmaterialien (Nickel, Kupfer-Legierungen). Ultraschallschweißen von Kunststoff wurde in der Herstellung von optischen Vorrichtungen und Feinmechanik angewandt. Derzeit haben wir auch bei der Herstellung von Maschinen für die Verbindung verschiedener Elemente Chip implementiert. Die Geräte werden mit automatischen Geräten ausgestattet, wodurch die Produktivität erheblich erhöht.

Leistungsultraschall

Ultraschallschweißen von Kunststoff bietet eine dauerhafte Verbindung aufgrund der kombinierten Wirkung von hochfrequenten mechanischen Schwingungen und die relativ geringen Druckkräften. Diese Methode hat viel mit der kalten Methode zu tun. Leistungsultraschall, die durch das Medium übertragen werden kann, wird auf den physikalischen Eigenschaften des letzteren abhängen. Bei Überschreiten Endfestigkeit in Verdichtungszonen wird das feste Material zerstört. In ähnlichen Situationen in Flüssigkeiten Kavitation auftritt, durch das Auftreten von kleinen Bläschen und den anschließenden Zuschlagen begleitet. Beim letzten Prozess entsteht lokaler Druck. Dieses Phänomen ist für die Reinigung und Verarbeitung von Produkten verwendet.

Geräteknoten

Ultraschallschweißen von Kunststoffen werden Spezialmaschinen durchgeführt. Die folgenden Komponenten sind in ihnen:

1. Stromversorgung.
2. Das oszillierende mechanische System.
3. Steuerungstechnik.
4. Druckplatte.

Das Schwingungssystem wird verwendet für die nachfolgende Übertragung an seinem Verbindungsabschnitt, seiner Konzentration und erhalten die erforderliche Wertgeber Geschwindigkeit in mechanische elektrische Energie umzuwandeln. Dieser Knoten enthält:

1. Die elektromechanischen Wandler Wicklungen. Es ist in einem Metallgehäuse eingeschlossen und wird durch Wasser gekühlt.
2. Transformator elastische Schwingungen.
3. Schweißspitze.
4. Prop Druckmechanismus.

Befestigungssysteme mit Hilfe der Membran. Ultraschallstrahlung tritt zum Zeitpunkt des Schweißens nur. Der Prozess findet unter dem Einfluß der Schwingungen, der Druck in einem rechten Winkel auf die Oberfläche aufgebracht und die thermischen Wirkung.

Möglichkeiten des Verfahrens

Ultraschallschweißen ist am effektivsten für die Kunststoff-Rohstoffe. Die Erzeugnisse aus Kupfer, Nickel, Gold, Silber, und so weiter. Können miteinander und mit anderen maloplastichnyh Produkten verbunden werden. Mit zunehmender Härte Ultraschall-Schweißbarkeit verschlechtert. Verwendung von Ultraschall-refraktäre Artikel aus Wolfram, Niob, Zirkonium, Tantal, Molybdän wirksam verbunden ist. Ultraschallschweißen von Kunststoffen ist ein relativ neues Verfahren in Betracht gezogen. Solche Produkte auch miteinander und mit anderen festen Bestandteilen verbunden sein können. Wie für das Metall, kann es mit Glas, Halbleiter, Keramik verbunden werden. Kann binden Vorform und durch Zwischenschicht. Beispielsweise Stahlprodukte sind miteinander durch einen Aluminium Kunststoff verschweißt. Aufgrund der kurzen Dauer des Aufenthalts bei hohen Temperatur ist eine qualitativ hochwertige Verbindung unterschiedlicher Produkte erhalten. Rohstoffeigenschaften unterliegen geringfügige Änderungen. Das Fehlen von Verunreinigungen – einer der Vorteile, die durch Ultraschallschweißen besitzen. Gefahren für den Menschen sind auch nicht vorhanden. Beim Anschluss von günstigen hygienischen Bedingungen. Communications-Produkte sind verschiedene chemische Homogenität.

Verbindungseigenschaften

Metall-Schweißen durchgeführt wird, in der Regel bedeutet, a lap. Dies fügt ein anderes strukturellen Design-Elemente. Schweißen können durchgeführt Punkte (einen oder mehr), entweder fortlaufende Naht looping werden. In einigen Fällen wird die Vorform Ende der Vorform aus Draht T-Verbindung mit seiner Ebene vorgenommen. Sie können zur gleichen Zeit (Paket) Ultraschallschweißen von mehreren Materialien durchzuführen.

Die Dicke der Teile

Es ist an der oberen Grenze begrenzt. Durch Erhöhen der Dicke des Metallrohlings muß mit größeren Amplitudenschwingungen verwendet werden. Dies wird für den Energieverlust kompensieren. Die Erhöhung der Amplitude, der wiederum ist möglich, bis zu einer bestimmten Grenze. Einschränkungen im Zusammenhang mit der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Ermüdungsrissen, große Dellen aus dem Instrument. In solchen Fällen ist es notwendig, zu beurteilen, wie geeignet ist, Ultraschallschweißen. In der Praxis wird das Verfahren mit einer Dicke von 3 Artikeln verwendet … 4 … 05 Mikrometer bis 1 mm. Schweißen kann für Teile mit einem Durchmesser von 0,01 … 05 mm verwendet werden. Die Dicke des zweiten Produkts kann als die ersten im Wesentlichen größer sein.

potenzielle Probleme

Bei der Anwendung von Ultraschall-Schweißverfahren, um die Wahrscheinlichkeit von Ermüdungsausfall der bestehenden Verbindungen in den Produkten überlegen. Während des Beschaffungsprozesses können sich relativ zueinander entfalten. Wie oben erwähnt, sind das Material, die auf der Oberfläche des Werkzeugs dents. Die Vorrichtung selbst ist durch eine begrenzte Lebensdauer aufgrund der Erosion seiner Betriebsebene gekennzeichnet. An bestimmten Stellen wird das Produktmaterial auf das Instrument verschweißt. Dies führt die Vorrichtung zu tragen. Die Reparatur der Ausrüstung wird durch eine Reihe von Schwierigkeiten begleitet. Sie sind mit der Tatsache verbunden, dass das Werkzeug selbst wirkt als ein Element, nicht eine einzelnen Knoten Konstruktion, Konfiguration und Abmessungen von Falten genau auf die Betriebsfrequenz ausgelegt sind.

Vorbereitung Produkte und Moduseinstellungen

Vor der Durchführung der Ultraschallschweißen von irgendwelchen komplizierten Maßnahmen ist die Oberflächenteile nicht durchzuführen notwendig. Wenn zu erhöhen Stabilität der Qualität der Verbindung gewünscht wird. Um dies zu tun, ist es ratsam, nur Lösungsmittel Produkt entfettet. Für Verbindungen der duktilen Metalle optimalen Zyklus mit einer Impulsverzögerung relativ zu dem Start Ultraschall betrachtet. Bei relativ hohen Härte des Produkts ist es ratsam, eine kleine Heizung zu warten, bevor Ultraschall enthält.

Schweißschema

Ihr sind mehrere. Flussdiagramme Ultraschall-Schweißwerkzeuge unterscheiden sich in Charakter Schaukeln. Sie können Torsion sein, Biegen, Längs. Auch unterscheiden Schaltung in Abhängigkeit von der räumlichen Position der Vorrichtung relativ zu der Oberfläche des Werkstücks, sowie ein Verfahren zur Druckkräfte auf die strukturellen Eigenschaften des Produkts und des Trägerelements zu übertragen. Zur Konturierung Ausführungsformen Biege- und Längsvibrationen Naht und Punktbindung verwendet. Ultraschallexposition kann kombiniert werden mit den lokalen gepulster Heizungsteile von der Wärmequelle zu trennen. In diesem Fall ist es möglich, eine Reihe von Vorteilen zu erzielen. Zunächst einmal können Sie die Amplitude der Schwingung, sowie die Kraft und die Zeit ihrer Verabschiedung reduzieren. Energetische Eigenschaften des Heizimpulses und die Periode der Überlappung mit Ultraschall wirkt als zusätzliche Prozessparameter.

Hitzeeffekt

Ultraschallschweißen wird durch eine Temperaturerhöhung an dem Verbindungsabschnitt verbunden. Das Auftreten von Hitze verursachte das Auftreten von Reibung in Kontakt stehenden Oberflächen von Produkten, sowie plastischen Verformungen. Sie werden in der Tat durch die Bildung einer Schweißverbindung verbunden. Die Temperatur an dem Kontaktbereich wird auf den Festigkeitsparametern abhängen. Leiter unter ihnen ist der Grad der Härte des Materials. Darüber hinaus erhebliche Bedeutung thermophysikalischen Eigenschaften: Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität. Auf das Temperaturniveau beeinflusst die gewählten Schweißbedingungen. Wie die Praxis zeigt, wirkt als bestimmenden Zustand nicht thermischen Effekt erscheint. Dies liegt daran, die maximale Festigkeit in Produkten der Verbindungen erreicht wird, bevor die Temperatur auf den Schwellenpegel ansteigt. Reduzieren Sie die Dauer der Übertragung der Ultraschallschwingung kann leitende Teile vorgewärmt werden. Es wird auch die Haftfestigkeit verbessern.

Abschluss

Ultraschallschweißen ist zur Zeit in einigen Bereichen der Industrie ist ein unverzichtbares Verfahren Teile verbinden. Speziell ist dieses Verfahren in der Mikroelektronik üblich. Ultraschall ermöglicht es Ihnen, eine Vielzahl von Kunststoff-und festen Materialien zu verbinden. Heute ist aktiv Forschungsarbeiten zur Verbesserung von Werkzeugen und Schweißtechnologien durchgeführt.