L-iwweldjar ultrasoniku huwa teknika industrijali li biha vibrazzjonijiet akustiċi ultrasoniċi ta 'frekwenza għolja jiġu applikati lokalment fuq il-partijiet tax-xogħol li jinżammu taħt pressjoni biex joħolqu weldjatura fi stat solidu. Huwa komunement użat għall-plastik u l-metalli, u speċjalment biex jingħaqad ma' materjali differenti fl-iwweldjar ultrasoniku. , m'hemmx boltijiet konnettivi, imsiemer, materjali tal-issaldjar, jew adeżivi meħtieġa biex jgħaqqdu l-materjali flimkien. Meta jiġu applikati għal metalli, karatteristiċi notevoli ta 'dan il-metodu huma li t-temperatura tibqa' taħt il-punt tat-tidwib tal-materjali involuti u b'hekk tipprevjeni kwalunkwe mhux mixtieqa. proprjetajiet li jistgħu jinħolqu minn espożizzjoni ta 'temperatura għolja tal-materjali.
L-applikazzjoni prattika ta 'l-iwweldjar ultrasoniku għal plastiks riġidi tlestiet fis-snin 1960. F'dan il-punt biss il-plastik iebes jista 'jiġi wweldjat. Il-brevett għall-metodu ultrasoniku għall-iwweldjar ta 'partijiet termoplastiċi riġidi ingħata lil Robert Soloff u Seymour Linsley fl-1965. Soloff, il-fundatur ta' Sonics & Materials Inc., kien maniġer tal-laboratorju fi Branson Instruments fejn films irqaq tal-plastik ġew iwweldjati f'boroż u tubi bl-użu ta 'sondi ultrasoniku. Huwa intenzjonalment ressaq is-sonda qrib id-dispenser tat-tejp tal-plastik u n-nofsijiet tad-dispenser iwweldjati flimkien. Huwa rrealizza li s-sonda ma kellhiex għalfejn tiġi mċaqalqa manwalment madwar il-parti imma li l-enerġija ultrasonika tista 'tivvjaġġa permezz ta' u madwar il-plastik riġidu u tissaldja ġonta sħiħa. Huwa kompla jiżviluppa l-ewwel stampa ultrasonika. L-ewwel applikazzjoni ta 'din it-teknoloġija ġdida kienet fl-industrija tal-ġugarelli.
L-ewwel karozza magħmula kompletament mill-plastik ġiet immuntata bl-użu ta 'wweldjar ultrasoniku fl-1969. Anki jekk karozzi tal-plastik ma qabdux, l-iwweldjar ultrasoniku għamel hekk. L-industrija tal-karozzi ilha tuża regolarment mis-snin 80. Issa jintuża għal numru kbir ta 'applikazzjonijiet.
Għal tgħaqqid ta ' partijiet termoplastiċi iffurmati b'injezzjoni kumplessa , tagħmir ta' wweldjar ultrasoniku jista 'jiġi personalizzat faċilment biex jaqbel mal-ispeċifikazzjonijiet eżatti tal-partijiet li jkunu wweldjati. Il-partijiet huma sandwiched bejn bejta b'forma fissa ( inkwina ) u sonotrode (horn) imqabbad ma 'transducer, u emissjoni ta' vibrazzjoni akustika ta '~ 20 kHz ta' amplitudni baxxa. (Nota: Frekwenzi komuni użati fl-iwweldjar ultrasoniku ta 'termoplastiċi huma 15 kHz, 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz u 70 kHz). Meta tkun iwweldjat plastik, l-interface taż-żewġ partijiet huwa ddisinjat apposta biex jikkonċentra l-proċess tat-tidwib. Wieħed mill-materjali normalment ikollu direttur tal-enerġija bil-ponta jew imqarreb li jikkuntattja t-tieni parti tal-plastik. L-enerġija ultrasonika ddub il-punt ta 'kuntatt bejn il-partijiet, u toħloq ġonta. Dan il-proċess huwa alternattiva awtomatizzata tajba għal kolla , viti jew disinji li jitħabblu. Tipikament jintuża f'partijiet żgħar (eż. Telefowns ċellulari, elettronika għall-konsumatur, għodod mediċi li jintremew, ġugarelli, eċċ.) Iżda jista 'jintuża fuq partijiet kbar daqs cluster żgħir ta' strumenti tal-karozzi. L-ultrasoniku jista 'jintuża wkoll biex iwweldja metalli, iżda huma tipikament limitati għal weldjaturi żgħar ta' metalli rqaq u li jistgħu jinħadmu, eż. Aluminju, ram, nikil. L-ultrasonics ma jintużawx fl-iwweldjar tax-xażi ta 'karozzi jew fil-biċċiet ta' l-iwweldjar ta ' roti flimkien, minħabba l-livelli ta' qawwa meħtieġa.
L-iwweldjar ultrasoniku ta 'termoplastiċi jikkawża tidwib lokali tal-plastik minħabba assorbiment ta' enerġija vibrazzjonali matul il-ġonta li trid tkun iwweldjata. Fil-metalli, l-iwweldjar iseħħ minħabba tixrid ta 'pressjoni għolja ta' ossidi tal-wiċċ u moviment lokali tal-materjali. Għalkemm hemm tisħin, mhuwiex biżżejjed li jdub il-materjali bażi.
Iwweldjar ultrasoniku jista 'jintuża kemm għal plastik iebes kif ukoll għal artab, bħal plastiks semikristallini , u metalli. Il-fehim tal-iwweldjar ultrasoniku żdied bir-riċerka u l-ittestjar. L-invenzjoni ta 'tagħmir aktar sofistikat u rħis u żieda fid-domanda għal komponenti tal-plastik u elettroniċi wasslet għal għarfien dejjem jikber tal-proċess fundamentali. Madankollu, ħafna aspetti ta 'l-iwweldjar ultrasoniku għadhom jeħtieġu aktar studju, bħalma huma l-kwalità tal-weldjatura relatata mal-parametri tal-proċess. L-iwweldjar ultrasoniku jibqa 'qasam li qed jiżviluppa malajr.
Xjentisti mill-Istitut tax-Xjenza u l-Inġinerija tal-Materjali (WKK) tal-Università ta ’Kaiserslautern, bl-appoġġ mill-Fondazzjoni Ġermaniża ta’ Riċerka ( Deutsche Forschungsgemeinschaft ), irnexxielhom juru li l-użu ta ’proċessi ta’ wweldjar ultrasoniku jista ’jwassal għal rabtiet ferm durabbli bejn metalli ħfief u l- karbonju Folji ta 'polimeru msaħħaħ bil-fibra (CFRP)
Il-benefiċċji ta 'l-iwweldjar ultrasoniku huma li huwa ħafna aktar mgħaġġel minn adeżivi jew solventi konvenzjonali. Il-ħin tat-tnixxif huwa mgħaġġel ħafna, u l-biċċiet m'għandhomx għalfejn jibqgħu f'xi muntaġġ għal perjodi twal ta 'żmien sakemm jistennew li l-ġonta tinxef jew tfejjaq. L-iwweldjar jista 'jiġi awtomatizzat faċilment, jagħmel ġonot nodfa u preċiżi; is-sit tal-weldjatura huwa nadif ħafna u rarament jirrikjedi xogħol ta 'kuntatt. L-impatt termiku baxx fuq il-materjali involuti jippermetti li numru ikbar ta 'materjali jiġu wweldjati flimkien.
