Zgrzewanie ultradźwiękowe

Proces zgrzewania materiałów co do zasady polega na ogrzaniu ich tak, aby stały się plastyczne, a następnie zadziałaniu siłą docisku łączącą materiał. Czasem kolejność działań może być odwrotna – ogrzewa się już ściśnięte materiały. Jest wiele technik zgrzewania elementów, stosowanych w zależności od łączonych materiałów i wymagań technicznych. Jedną z najnowszych metod jest zgrzewanie ultradźwiękowe. Ta metoda znalazła szerokie zastosowanie w przemyśle motoryzacyjnym, tekstylnym, medycznym.

Nowoczesna technologia ultradźwiękowa zakłada, że pomiędzy elementami nie tworzy się żadna powierzchnia spajająca z innego tworzywa. Elementy łączone są na stałe i trwale połączone bez klei, kołków czy sztyftów.

Zgrzewanie ultradźwiękowe - przebieg

Proces zgrzewania ultradźwiękowego to specjalna technika zgrzewania, która za pomocą ultradźwięków, które są nośnikiem energii i spajają elementy ze sobą.. Drgania o bardzo wysokiej częstotliwości powodują nagrzewanie i topienie łączonych elementów. Po ostygnięciu w miejscu styku elementów powstaje trwałe połączenie.

Proces polega na dostarczeniu dużej dawki energii mechanicznej do materiałów umieszczonych między drgającym narzędziem (sonotroda) a kowadłem. Drgania mechaniczne o określonej częstotliwości wywołują szereg zjawisk na styku łączonych elementów: wydzielane jest ciepło uplastyczniające materiał, zachodzi ruch cząsteczek , wywierany jest nacisk. Charakter połączenia zależny jest od rodzaju spajanych materiałów. Najczęściej dochodzi do miejscowego przetopienia i wymieszania łączonych powierzchni, ale występuje również zjawisko adhezji i mikropołączeń mechanicznych, które polegają na wtłoczeniu cząstek bardziej podatnego materiału w pory materiału twardszego. W wyniku tych wszystkich zjawisk następuje zgrzewanie tworzyw sztucznych i innych tworzyw termoplastycznych. .

Zgrzewanie ultradźwiękowe tworzyw sztucznych

Najczęściej łączonymi materiałami z wykorzystaniem techniki zgrzewania ultradźwiękowego są różnego rodzaju tworzywa sztuczne. Metoda ta to łączenie elementów wykonanych z różnych materiałów. Do technologii zgrzewania ultradźwiękowego najlepiej nadają się tworzywa dobrze przenoszące drgania mechaniczne (materiały o dużym module sprężystości) jak: poliwęglan (PC), polimetakrylan metylu (PMMA), poliestry termoplastyczne, poliestry acetalowe, politlenek fenylenu (PTF) oraz tworzywa styrenowe w tym: kopolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy (ABS) i polistyren (PS).

Zgrzewanie ultradźwiękowe metali kolorowych

W przemyśle elektronicznym i elektrotechnicznym chętnie wykorzystuje się folie metalowe i przewody z metali kolorowych takich jak miedź, złoto, aluminium i innych. Dzięki pomocy techniki zgrzewania za pomocą ultradźwięków mamy zapewnioną możliwość łatwego łączenia tych delikatnych elementów.

Zgrzewarki ultradźwiękowe - budowa

Zgrzewarka ultradźwiękowa zwykle zbudowana jest z sekcji mechanicznej i sekcji generującej ultradźwięki.

Część mechaniczna to: stół z kowadłem, na którym mocuje się łączone materiały, kolumna zapewniająca pozycjonowanie narzędzia, pneumatyka zapewniająca odpowiedni docisk.

Część ultradźwiękowa to: generator, przetwornik (konwerter), falowód (booster), narzędzie (sonotroda). Generator zamienia prąd zasilania z sieci o napięciu 230V 50Hz na prąd o wyższym napięciu - powyżej 1000 V i częstotliwości 20, 30 lub 35 kHz - zależnie od technologii. Przetwornik piezoelektryczny zasilany jest z generatora i zmienia energię elektryczną w mechaniczną. Drgania za pomocą falowodu są przenoszone na narzędzie (sonotrodę), pobudzając je do drgań z większą amplitudą. Sonotroda wywiera nacisk na zgrzewany detal i wprowadza go w drgania, generując ciepło, w wyniku czego następuje złączenie zgrzewanych elementów. Sonotrody są elementami wyspecyfikowanymi dla potrzeb klienta, wymagają specjalnego zaprojektowania do wymagań danego połączenia.

Łączenie elementów za pomocą technologii zgrzewania ultradźwiękowego - zalety 

• Bardzo krótki czas zgrzewania.

• Brak uszkodzeń na łączonych elementach, możliwość łączenia delikatnych materiałów.

• Brak konieczności wykorzystywania elementów złącznych, takich jak różnego rodzaju kołki ipołączenia adhezyjne jak klejenie.

• Niskie zużycie energii potrzebnej do przeprowadzania tego procesu.

• Wysoki poziom bezpieczeństwa obsługi zgrzewarki (brak gorących części).

• Brak konieczności stosowania wszelkiego rodzaju rozpuszczalników i dodatków szkodliwych dla środowiska.

Usługa zgrzewania ultradźwiękowego

Zapraszamy do skorzystania z oferty strony MetalTop.pl. Nasz serwis zapewnia informacje o firmach świadczących usługi zgrzewania ultradźwiękowego. Po wybraniu z menu usługi wypełniamy prosty formularz. Oferty możesz filtrować także po lokalizacji i dogodnym terminie. Przygotowana platforma jest darmowa dla klientów.