Šta je ultrazvučno zavarivanje

Ultrazvučno zavarivanje je industrijski proces u kojem se visokofrekventne ultrazvučne akustične vibracije lokalno primjenjuju na radne komade koji se drže zajedno pod pritiskom kako bi se stvorio zavar u čvrstom stanju.Obično se koristi za plastiku i metale, a posebno za spajanje različitih materijala.Kod ultrazvučnog zavarivanja, nema veznih vijaka, eksera, materijala za lemljenje ili ljepila potrebnih za spajanje materijala.Kada se primjenjuje na metale, značajna karakteristika ove metode je da temperatura ostaje znatno ispod tačke topljenja uključenih materijala čime se sprječavaju bilo kakva neželjena svojstva koja mogu nastati izlaganjem materijala visokoj temperaturi

Za spajanje složenih brizganih termoplastičnih dijelova, oprema za ultrazvučno zavarivanje može se lako prilagoditi tako da odgovara tačnim specifikacijama dijelova koji se zavaruju.Dijelovi su u sendviču između fiksnog oblikovanog gnijezda (nakovnja) i sonotrode (rog) spojenog na pretvarač, a emituje se akustična vibracija niske amplitude ~20 kHz.(Napomena: Uobičajene frekvencije koje se koriste u ultrazvučnom zavarivanju termoplasta su 15 kHz, 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz i 70 kHz).Prilikom zavarivanja plastike, sučelje dva dijela je posebno dizajnirano da koncentriše proces topljenja.Jedan od materijala obično ima šiljasti ili zaobljeni energetski direktor koji je u kontaktu sa drugim plastičnim dijelom.Ultrazvučna energija topi tački kontakt između dijelova, stvarajući spoj.Ovaj proces je dobra automatizirana alternativa ljepilu, šrafovima ili dizajnu koji se pričvršćuje.Obično se koristi sa malim dijelovima (npr. mobilni telefoni, potrošačka elektronika, medicinski alati za jednokratnu upotrebu, igračke, itd.), ali se može koristiti i na dijelovima velikim kao mala automobilska instrumentna ploča.Ultrazvuk se takođe može koristiti za zavarivanje metala, ali je obično ograničen na male šavove od tankih, savitljivih metala, npr. aluminijuma, bakra, nikla.Ultrazvuk se ne bi koristio u zavarivanju šasije automobila ili u zavarivanju dijelova bicikla zajedno, zbog potrebnih nivoa snage.

Ultrazvučno zavarivanje termoplasta uzrokuje lokalno topljenje plastike zbog apsorpcije energije vibracija duž spoja koji se zavari.Kod metala do zavarivanja dolazi zbog disperzije površinskih oksida pod visokim pritiskom i lokalnog kretanja materijala.Iako postoji grijanje, nije dovoljno da se osnovni materijali otopi.

Ultrazvučno zavarivanje se može koristiti za tvrdu i meku plastiku, kao što je polukristalna plastika, i metale.Razumijevanje ultrazvučnog zavarivanja se povećalo istraživanjem i testiranjem.Pronalazak sofisticiranije i jeftinije opreme i povećana potražnja za plastičnim i elektronskim komponentama doveli su do rastućeg znanja o fundamentalnom procesu.Međutim, mnogi aspekti ultrazvučnog zavarivanja i dalje zahtijevaju više proučavanja, kao što je povezivanje kvalitete zavara s parametrima procesa.Ultrazvučno zavarivanje i dalje je oblast koja se brzo razvija.