超音波溶接：原理、動作、機器、用途、長所と短所

今日は、超音波溶接の原理、動作、機器の用途、長所と短所について、その図で学びます。超音波溶接は、超音波や振動を利用して溶接熱を発生させる溶接工程です。超音波とは、通常の聴力範囲を超える周波数を持つ振動波を意味します。約20000〜30000Hzです。これは、ソリッドステート溶接プロセスです。ソリッドステート溶接は、溶接のために外部熱を加えない溶接プロセスです。

超音波溶接：

原則：

超音波のエネルギーの基本原理に基づいて動作します。超音波振動は、2つのワークピースの接点間に動的なせん断応力を発生させます。局所的な塑性変形と接触面間の摩擦による発熱により、界面で接合部が形成されます。

超音波溶接の図

機器：

電源：

超音波溶接には、高周波および高電圧の電源が必要です。この電力は、トランスデューサーが振動を生成するために必要です。

トランスデューサー：

トランスデューサーは、高周波の電気信号を高周波の機械的振動に変換できる装置です。これは溶接ヘッドに接続されています。この溶接プロセスで使用されるコンバーターまたは圧電トランスデューサー。

ブースターとホーン：

トランスデューサーによって生成された機械的振動は、この振動を増幅してホーンに供給するブースターに供給されます。ホーンは、この増幅された振動を溶接板に供給する装置です。

フィクスチャまたはクランプデバイス：

この装置は超音波溶接に不可欠です。これは、電気、油圧、空気圧、または機械的エネルギーのいずれかを使用して、プレートを目的の位置に保持します。

動作中：

これで、超音波溶接の基本的な概念がわかりました。この溶接は次のように機能します。

最初に、高周波電流が圧電トランスデューサを通過します。このトランスデューサは、高周波電気信号を機械的振動に変換します。
この振動はブースターにさらに供給され、ブースターの周波数を増幅します。
増幅された高周波振動は、溶接プレートと接触しているホーンを通過します。
この溶接により重ね継手が作成されます。溶接の1つのプラントが固定具に固定され、もう1つのプラントがホーンに直接接触します。これらのプレートは適度な圧力で固定されます。
ホーンは溶接プレートに高周波の機械的振動を供給します。
この振動により、振動せん断力が溶接プレート間の界面に作用し、界面で弾塑性変形が発生します。
また、機械的な力と摩擦による局所的な温度上昇を引き起こします。この熱は、界面での塑性変形を助け、ワークピースを溶かしたり、溶加材を使用したりすることなく、強力な接合を実現します。

この動作は、ビデオをフォローすることで簡単に理解できます。

長所と短所：

利点：

この溶接は簡単に自動化でき、高速です。
これにより、外部から熱を加えることなく高強度のジョイントが生成されます。
これはきれいで、溶接後の表面仕上げが良好です。
多種多様な異種金属の溶接に使用される超音波プロセス。
高熱を発生しないため、溶融金属フォームジョイントを排出する可能性はありません。

デメリット：

厚くて硬い金属は溶接しません。アルミニウムの場合、溶接の厚さは約2.5mmです。
フィクスチャのツーリングコストは高く、特別な設計も必要です。
トランスデューサーを介して振動が発生し、電子部品に損傷を与える可能性があります。

アプリケーション：

この溶接は、原子炉コンポーネントの製造に使用されます。
自動車業界では、キー、ヘッドランプの部品、ボタン、スイッチなどに使用されています。
超音波は、電機子巻線、スイッチなどの電子産業で使用されています。
これはクリーンな溶接プロセスであるため、医療業界でフィルターやマスクなどの部品を製造するために使用されます。

これはすべて、超音波溶接の原理、動作、機器、アプリケーション、その図の長所と短所に関するものです。この記事に関して質問がある場合は、コメントして質問してください。この記事が気に入ったら、ソーシャルネットワークで共有することを忘れないでください。読んでいただきありがとうございます。画像ソース：http://science.howstuffworks.com/ultrasonic-welding1.htm

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