معرفی جوشکاری التراسونیک
جوش التراسونیک ، یکی از پرکاربردترین روش های جوشکاری برای اتصال مواد ترموپلاستیک یا گرما نرم به یکدیگر با استفاده از انرژی فراصوت بالا است . در جوشکاری اولتراسونیک استفاده از روانساز مناسب حائز اهمیت است برای تهیه روانساز مناسب از نمایندگی موبیل در ایران روی لینک کلیک کنید.
در روش جوش التراسونیک از فرکانس های بالا (40 – 400 kHz) و دامنـــه ارتعاش مکانیکی کم (1 – 25 μm) استفاده می شود در این روش لرزش ها در دامنـــه ارتعاشی کم باعث ایجاد گرما در فصل مشترک دو قطعه و ذوب مواد در محل انجام جوش میشود و با اعمال مقداری فشار دو قطعه به هم متصـــل میشوند .
جوش التراسونیک معمولاً بین 0.1 تا 1 ثانیه انجام می شود و سریعتــرین فرآیند جوشکاری شناخته شده می باشد . نام جوش التراسونیک با جوش پلاستیک گره خورده است اما دامنـــه جوش التراسونیک بسیار فراتر است و از آن بطور گسترده در جوشکاری فلزات خصوصاً فلزات غیر همجنس (با احتیاط) استفاده میشود . همانطور که اشاره شد برخــــی از مواد غیر همجنس را میتوان با استفـــاده از این روش جوشکاری کرد و علت آن این است که هنگامی که یک ماده ترموپلاستیک یا گرما نرم در معرض لرزش های اولتراسونیک قرار میگیرد ، لرزش و ارتعاشات آن سبب ایجاد اصطکاک و گرمـــا میشود و برای اینکه اتصال بخوبی انجام شود باید خصوصیات جذب ارتعاشات و رفتار ذوب دو ماده تقریبــــاً مشابه یکدیگر باشند .
برای طراحی اتصالات جوشکاری در روش التراسونیک معمولاً در قطعه بالایی یک زائده بشکل مثلث ، که بنام هدایت کننده انرژی موسوم است طراحی می شوند .
اجزا مختلف دستگاه جوشکاری التراسونیک
۱) منبع تغذیه
منبع تغذیه در دستگاه جوشکاری مافوق صوت برق تک فاز شهــــری را میگیرد و به فرکانس و ولتاژ صحیح تبدیل می کند تا به لرزش های مکانیکی تبدیل شود. میکروپروسسورهای موجود در دستگاه جوشکاری مافوق صوت با توجه به اطلاعات ورودی که کاربر به آن میدهد تغییرات لازم را برای ارائه مقدار صحیح فرکانس و ولتاژ ایجاد می کنند .
۲) مبدل
مبدل ، که به عنوان ترنسدیوسر نیز شناخته می شود ، انرژی الکتریکی را از ژنراتور به ارتعاشات مکانیکی مورد استفاده برای فرآیند جوشکاری تبدیل می کند. که از چندین پیزو الکتریک سرامیکی که بین دو بلوک فلزی ، معمولاً تیتانیوم ، قرار دارد ساختــــه شده است.
مبدل ها تجهیزات حساسی هستند و باید با احتیاط آنها را جابجا کرد و اگر ضربه شدیدی به آن بخورد مبدل عمل نخواهد کرد.
۳) بوستــر
بوستــر یا تقویت کننده به منظور تقویت لرزش های مکانیکی تولید شده در نوک مبدل و انتقال آنها به هورن یا شیپـــوره در دستگاه جوشکاری التراسونیک استفاده می شود در شکل زیر تعدادی از تقویت کننده های جوش التراسونیک را نشان می دهد .
۴) هورن یا شیپــوره
هورن یا شیپــوره انرژی لازم را برای انجام جوشکاری به قطعه میدهد طراحی شیپــوره برای جوشکاری موفقیت آمیز بسیار مهم است. اکیداً توصیه می شود که طراحی و ساخت شیپــوره توسط شرکت های متخصص در جوشکاری مافوق صوت انجام شود. در شکل زیر تعدادی از هورن یا شیپــوره جوش التراسونیک را نشان می دهد .
مزایا و محدودیت های جوشکاری التراسونیک
جوشکاری مافوق صوت یکی از محبوب ترین روش های جوشکاری است که در صنعت است . جوش التراسونیک سریع ، اقتصادی ، با قابلیت اتوماسیون شدن و مناسب برای تولید انبوه با نرخ تولید بالا تا 60 قطعه در دقیقه است .
جوش التراسونیک اتصالات با مقاومت بالا را ایجاد می کند و تجهیـــزات آن جمع و جور است . این روش جوشکاری یک روش تمیز است بطوریکـــه مانند سایر فرآیندهای جوشکاری مانند جوشکاری الکترود دستی ، جوشکاری با گاز محافظ میگ و مگ و جوشکاری تیگ نیـــــاز به سیستـــم تهویه در فضای سربستــــه نداریم .
از محدودیت جوشکاری مافوق صوت این است که با فناوری فعلی ، جوشکاری اتصالات بزرگ (یعنی بزرگتر 250 × 300 میلی متر) امکان پذیر نیست و هزینـــه راه اندازی اولیه جوشکاری التراسونیک نسبتاً زیاد است .
کاربردهای جوشکاری مافوق صوت
همانطور که اشاره شد جوش التراسونیک در صنعت کاربرد فروانی دارد و از جمله مهمتـــرین آنهــــا به موارد زیر میتوان اشاره کرد.
ساخت لوازم خودرو: قطعات چراغ ،داشبورد ،سوئیچ ها ،کمربند ایمنی و …..
ساخت وسایل الکترونیکی: سنسورها،بورد های الکترونیکــــی و …..
پزشکی: فیلترها ،ماسک ها و …..
صنایع بسته بندی: بسته های کیسه ها ، بسته بندی ظروف و …