การเชื่อมด้วยคลื่นเสียงคืออะไร

การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกเป็นกระบวนการทางอุตสาหกรรมโดยการสั่นสะเทือนความถี่สูงของอะคูสติกอัลตราโซนิกจะถูกนำไปใช้กับชิ้นงานที่ถูกยึดเข้าด้วยกันภายใต้แรงกดดันเพื่อสร้างการเชื่อมแบบโซลิดสเตตมักใช้สำหรับพลาสติกและโลหะ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการรวมวัสดุที่ไม่เหมือนกันในการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิก จะไม่มีสลักเกลียว ตะปู วัสดุบัดกรี หรือกาวที่จำเป็นในการผูกวัสดุเข้าด้วยกันเมื่อนำไปใช้กับโลหะ ลักษณะเด่นของวิธีนี้คืออุณหภูมิจะต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของวัสดุที่เกี่ยวข้องได้ดี จึงป้องกันคุณสมบัติที่ไม่ต้องการซึ่งอาจเกิดขึ้นจากการสัมผัสอุณหภูมิสูงของวัสดุ

สำหรับการเข้าร่วมชิ้นส่วนเทอร์โมพลาสติกที่ฉีดขึ้นรูปที่ซับซ้อน อุปกรณ์เชื่อมอัลตราโซนิกสามารถปรับแต่งได้อย่างง่ายดายเพื่อให้พอดีกับข้อกำหนดที่แน่นอนของชิ้นส่วนที่กำลังเชื่อมชิ้นส่วนถูกประกบอยู่ระหว่างรังรูปทรงคงที่ (ทั่ง) และโซโนโทรด (ฮอร์น) ที่เชื่อมต่อกับทรานสดิวเซอร์ และมีการสั่นของอะคูสติกแอมพลิจูดต่ำประมาณ 20 กิโลเฮิรตซ์(หมายเหตุ: ความถี่ทั่วไปที่ใช้ในการเชื่อมอัลตราโซนิกของเทอร์โมพลาสติกคือ 15 kHz, 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz และ 70 kHz)เมื่อเชื่อมพลาสติก ส่วนต่อประสานของทั้งสองส่วนได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อให้มีความเข้มข้นในกระบวนการหลอมเหลววัสดุชนิดหนึ่งมักจะมีตัวกำหนดพลังงานแหลมหรือโค้งมนซึ่งติดต่อกับส่วนพลาสติกที่สองพลังงานอัลตราโซนิกละลายจุดสัมผัสระหว่างชิ้นส่วนทำให้เกิดข้อต่อกระบวนการนี้เป็นทางเลือกอัตโนมัติที่ดีสำหรับการออกแบบกาว สกรู หรือสแน็ปพอดีโดยทั่วไปจะใช้กับชิ้นส่วนขนาดเล็ก (เช่น โทรศัพท์มือถือ เครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องมือแพทย์แบบใช้แล้วทิ้ง ของเล่น ฯลฯ) แต่สามารถใช้กับชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่เท่ากับแผงหน้าปัดรถยนต์ขนาดเล็กได้อัลตราโซนิกสามารถใช้เชื่อมโลหะได้ แต่โดยทั่วไปจะจำกัดเฉพาะรอยเชื่อมเล็กๆ ของโลหะบางและอ่อนได้ เช่น อลูมิเนียม ทองแดง นิกเกิลUltrasonics จะไม่ถูกนำมาใช้ในการเชื่อมแชสซีของรถยนต์หรือในการเชื่อมชิ้นส่วนของจักรยานเข้าด้วยกัน เนื่องจากระดับพลังงานที่ต้องการ

การเชื่อมด้วยอุลตร้าโซนิคของเทอร์โมพลาสติกทำให้เกิดการหลอมละลายเฉพาะที่ของพลาสติกเนื่องจากการดูดซับพลังงานการสั่นสะเทือนตามข้อต่อที่จะเชื่อมในโลหะ การเชื่อมเกิดขึ้นเนื่องจากการกระจายตัวของออกไซด์ของพื้นผิวแรงดันสูงและการเคลื่อนที่ของวัสดุในพื้นที่แม้ว่าจะมีความร้อน แต่ก็ไม่เพียงพอที่จะละลายวัสดุฐาน

การเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกสามารถใช้ได้กับพลาสติกทั้งแบบแข็งและแบบอ่อน เช่น พลาสติกกึ่งคริสตัลไลน์และโลหะความเข้าใจในการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกเพิ่มขึ้นด้วยการวิจัยและทดสอบการประดิษฐ์อุปกรณ์ที่มีความซับซ้อนและราคาไม่แพงและความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับชิ้นส่วนพลาสติกและอิเล็กทรอนิกส์ได้นำไปสู่ความรู้ที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับกระบวนการพื้นฐานอย่างไรก็ตาม หลายแง่มุมของการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกยังคงต้องการการศึกษาเพิ่มเติม เช่น คุณภาพของการเชื่อมที่เกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์กระบวนการการเชื่อมด้วยอัลตราโซนิกยังคงเป็นสาขาที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว