I. Kaj je ultrazvok?

Ultrazvočni valovi so tehnika, ki uporablja energijo, ki jo ustvarjajo visokofrekvenčne vibracije, da deluje na površino obdelovanca, s čimer doseže lepljenje kovinskih delov skupaj.

II. Načelo delovanja ultrazvočnih valov

1. Električna energija se pretvori v visokofrekvenčne mehanske vibracije, ki se nato prek akustično uglašene varilne glave prenesejo na varilno šobo. Zgornji in spodnji obdelovanec se drgneta drug ob drugega pod tlačnimi cikli 20.000 ali 40.000-krat na sekundo. Kombinirani učinek visokofrekvenčnih vibracij in tlaka razprši tanko plast materiala in oksidov na površini obdelovanca, kar tvori čist in nadzorovan difuzijski var. Z rekombinacijo atomov med obdelovanci se na koncu oblikuje zanesljiva metalurška talilna plast.
2. Nizkofrekvenčni tok generator pretvori v visokofrekvenčni tok. Visokofrekvenčni tok nato pretvornik pretvori v mehanske vibracije. Modulator amplitude in varilna glava sta odgovorna za prilagajanje amplitude vibracij. Pod določenim statičnim tlakom se molekularne strukture na kovinski površini drgnejo in trčijo druga ob drugo, kar doseže medmolekularno prepletanje in s tem zaključi varjenje.

Osnovno znanje in odpravljanje težav z ultrazvokom

III. Pogoste napake pri ultrazvočnem varjenju

(a) Nepopolno spajkanje

1. Nezadostna izhodna moč varjenja: nezadosten tlak, nezadostna amplituda ali pa podstavek ni varno pritrjen.
2. Nezadostna varilna energija: Formula za izračun izhodne energije je E=P×T=F×V×T=μN×A×f×T (kjer je E energija, P moč, V hitrost, μ koeficient trenja, N tlak, A amplituda, f frekvenca in T čas). Nezadostna energija bo povzročila slabo varjenje.
3. Oljne ali oksidne plasti na površini materiala lahko vplivajo na učinek varjenja.
4. Če so zobje preostri, lahko med varjenjem zlahka predrejo varjen material.
5. Površina varjenega spoja ima prevleko iz materiala, ki ni primeren za ultrazvočno varjenje.
6. Varjeni materiali niso primerni za ultrazvočno varjenje.

(ii) Podstavek varilne glave

Vzrok Ko varilna glava ali varilna baza pride v stik z materialom, nastanejo pretirano visoke temperature, ki povzročijo molekularno penetracijo med materialom in varilno glavo ali bazo, kar povzroči oprijem.

Rešitev :

1. Preverite zobe varilne glave in podnožja. Če je obraba huda, bo to povzročilo dvig temperature, kar je treba pravočasno odpraviti.
2. Ob zagotavljanju varilnih rezultatov je mogoče ustrezno povečati moč in skrajšati čas varjenja, da se zmanjša prekomerna izmenjava energije med varilno glavo in materialom.

(iii) Razpoke v zvarih

1. Razpoke okoli varjenega spoja: Pri varjenju več plasti materiala rob varjenega spoja tvori naklon. Ko varilna glava vibrira, izvaja vlečno silo na rob, kar lahko zlahka povzroči razpoke.
2. Rešitev Na robu varjenega spoja izvedite posebno obdelavo, da zagotovite enakomerno porazdelitev napetosti in ublažite natezno silo, ki jo povzročajo vibracije.
3. Razpoke v bližini spajkalne točke: Vibracije spajkalne glave povzročijo premikanje materiala naprej in nazaj. Na primer, ko je aluminijasta folija priključena na baterijo, lahko vlečenje zlahka povzroči lom.
4. Rešitve : ① Spremenite smer vzorca zob (npr. uporabite diagonalne vzorce), da prilagodite smer sile na material; ② Ustrezno podaljšajte jeziček, da ustvarite vmesni prostor med baterijo in spajkalnim spojem.

(iv) Velika nihanja izhodne moči

Razlog Na izhodno moč vpliva veliko dejavnikov, ki jih je treba preveriti enega za drugim.

Rešitev :

1. Preverite namestitev trojne enote, preverite morebitne poškodbe in jo po potrebi ponovno sestavite.
2. Preverite, ali so vijaki podnožja varno priviti.
3. Preverite, ali so na mestu pritrditve osnovne sponke kakšne vrzeli.
4. Preverite varilne naprave, da se prepričate, da so varilni položaji vsakič enaki.
5. Preverite površino materiala glede oksidacije ali oljnih madežev.
6. Preverite, ali so specifikacije vhodnih materialov skladne (če je hod varilne glave fiksen, bodo razlike v debelini in trdoti materialov povzročile nihanja izhodne moči).
7. Preverite stabilnost dovoda zraka v tovarni in opazujte, ali so prisotna nihanja na manometru tlaka vsesanega zraka.
8. Preverite, ali je ultrazvočni izhod napajalnika stabilen.

(v) Preobremenitev

Vzroki vključujeta dva scenarija: preobremenitev moči in preobremenitev frekvence.

Rešitev :

1. Ustrezno zmanjšajte varilne parametre.
2. Omejite globino spusta varilne glave, da zagotovite določeno režo med varilno glavo in podnožjem.