अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग उच्च-आवृत्ति अल्ट्रासोनिक ध्वनिक कंपन का उपयोग करता है जो कम दबाव में एक साथ इकट्ठे हुए भागों में शामिल होते हैं। इस वेल्डिंग विधि का उपयोग अक्सर थर्मोप्लास्टिक्स में शामिल होने के लिए किया जाता है और जब बोल्टिंग, सोल्डरिंग या ग्लूइंग उपयुक्त नहीं होती है।

हालाँकि अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग को 1940 के दशक की शुरुआत में विकसित किया गया था, लेकिन इसे पहली बार 1960 के दशक की शुरुआत में इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग में ठीक तारों को वेल्ड करने के लिए औद्योगिक रूप से इस्तेमाल किया गया था। 1963 में, पॉलीथीन को जोड़ने के लिए अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का उपयोग किया जाने लगा। तब से, मोटर वाहन उद्योग (इग्निशन मॉड्यूल, टर्मिनल तार, तार) में एल्यूमीनियम और पतली शीट धातु को वेल्ड करने के लिए अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का उपयोग किया गया है।

उद्योग में अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के फायदों को पहचानने की धीमी प्रक्रिया शक्तिशाली अल्ट्रासोनिक उपकरणों की कमी के कारण है जो बड़े हिस्सों के लिए भी लगातार वेल्डिंग गुणवत्ता की गारंटी दे सकती है।नतीजतन, 1980 और 1990 के दशक में अनुसंधान मुख्य रूप से अल्ट्रासाउंड उपकरण के विकास पर केंद्रित था।

हालांकि अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग कंपन का उपयोग करता है, यह विधि "कंपन वेल्डिंग" से अलग है, जिसे घर्षण वेल्डिंग भी कहा जाता है। कंपन वेल्डिंग के मामले में, शामिल होने वाले भागों में से एक को जगह में रखा जाता है और दूसरा दोलन (विद्युत चुम्बकीय या हाइड्रोलिक ड्राइव द्वारा) होता है।

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग दो भागों को जगह में रखता है और घर्षण पैदा करने के लिए उच्च आवृत्ति ध्वनि तरंगों का उपयोग करता है। ध्वनिक ऊर्जा घर्षण पैदा करती है और गर्मी पैदा करती है जिसके परिणामस्वरूप भागों को एक सेकंड से भी कम समय में वेल्ड किया जाता है, जिससे अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग आज उपयोग में सबसे तेज़ है।

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग की प्रक्रिया पूरी तरह से स्वचालित है और विशेष प्रतिष्ठानों पर की जाती है। अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का सिद्धांत अंजीर में दिखाया गया है। 1, और एक विशिष्ट स्थापना की संरचना को अंजीर में दिखाया गया है। 2.

चावल। 1. अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का सिद्धांत: ए - भागों का संरेखण, बी - टिप के साथ भागों का संपर्क, सी - दबाव का अनुप्रयोग, डी - वेल्डिंग, ई - होल्डिंग, एफ - टिप को उठाना

चावल। 2. सोनिक वेल्डिंग के लिए असेंबली आरेख

जनरेटर (एक अलग इकाई में) का उपयोग नेटवर्क से विद्युत कंपन को उच्च-आवृत्ति (20 ... 60 kHz) में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है, ट्रांसड्यूसर, पीजोइलेक्ट्रिक तत्वों का उपयोग करके, विद्युत कंपन को ध्वनिक में परिवर्तित करता है। एम्पलीफायर और सोनोट्रोड स्थापना के निष्क्रिय अनुनाद तत्व हैं जो ट्रांसड्यूसर से भागों में कंपन स्थानांतरित करने के लिए काम करते हैं।

आमतौर पर, अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग मशीनें विभिन्न विस्थापन परिवर्तन अनुपात वाले एम्पलीफायरों के एक सेट से लैस होती हैं।सोनोट्रोड का आकार आवश्यक वेल्ड कॉन्फ़िगरेशन द्वारा निर्धारित किया जाता है। सोनोट्रोड के आकार के आधार पर अनुदैर्ध्य रेडियल, किनारे और अन्य तरंग दोलन बनाए जाते हैं। प्रत्येक सीम को अपने स्वयं के सोनोट्रोड की आवश्यकता होती है।

प्रक्रिया का भौतिक सार दो भागों के संपर्क में छोटे आयाम के बहुत मजबूत कंपन की उपस्थिति में होता है। कंपन दबाव के साथ मिलकर भागों की सतह से अशुद्धियों और आक्साइड को हटा देता है। एक धातुकर्म सीम बनाने, भागों के बीच इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह शुरू होता है।

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग विद्युत कनेक्शन बनाने, एल्यूमीनियम और तांबे की वेल्डिंग करने, तांबे के पाइप के सिरों को सील करने, प्लास्टिक को वेल्डिंग करने, प्लास्टिक में धातु के हिस्सों को एम्बेड करने के लिए आदर्श है।

चावल। 3. अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग द्वारा बनाए गए जोड़

प्लास्टिक की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग अन्य तरीकों की तुलना में अधिक विश्वसनीय जोड़ों की अनुमति देती है। इस मामले में, प्लास्टिक की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग धातुओं की वेल्डिंग से मौलिक रूप से अलग है।

सबसे पहले, धातुओं की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग वेल्डेड सतहों के समानांतर अनुप्रस्थ कंपन के माध्यम से होती है। प्लास्टिक की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग अनुदैर्ध्य कंपन का उपयोग करती है जो वेल्ड की जा रही सतहों के लिए सामान्य (यानी समकोण पर) होती हैं। सोनोट्रोड्स का आकार, जो अल्ट्रासोनिक कंपन को धातु और प्लास्टिक सीम तक पहुंचाता है, भी पूरी तरह से अलग हैं।

दूसरा, धातुओं की वेल्डिंग करते समय, सतहों की घर्षण परस्पर क्रिया द्वारा एक सीम बनाई जाती है, जो सामग्री को पिघलाए बिना एक कठोर संबंध बनाती है।प्लास्टिक के हिस्सों की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग सामग्री को उसी तरह पिघलने पर आधारित होती है जैसे आर्क वेल्डिंग, प्रतिरोध या लेजर वेल्डिंग जैसी कई अन्य पारंपरिक वेल्डिंग विधियां), लेकिन बहुत कम तापमान रेंज में।

चावल। 4. अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग उपकरण

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के लाभ:

1. किसी विशेष सतह की सफाई की आवश्यकता नहीं है।

2. किसी सुरक्षात्मक वातावरण की आवश्यकता नहीं है।

3. कोई वेल्डिंग उपभोज्य (वायर, इलेक्ट्रोड, सोल्डर, आदि) की आवश्यकता नहीं है।

4. कम बिजली की खपत।

5. एक संयुक्त बनाने के लिए लघु विभाजन समय (लगभग एक सेकंड का एक चौथाई)।

6. वेल्डिंग प्रक्रिया का पूर्ण स्वचालन और अन्य उत्पादन प्रक्रियाओं के साथ आसान एकीकरण की संभावना।

7. वेल्डिंग के दौरान थोड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न होने के बाद से उच्च तापमान के प्रति संवेदनशील सहित विभिन्न प्रकृति की वेल्डिंग सामग्री की संभावना।

8. सभी प्रकार के विवरणों की वेल्डिंग।

9. इस प्रक्रिया द्वारा बनाए गए वेल्ड नेत्रहीन मनभावन, साफ-सुथरे होते हैं।

10. अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग संक्षारक रसायनों का उपयोग नहीं करता है और अन्य तरीकों के विपरीत थोड़ी मात्रा में धुएं का उत्पादन करता है।

अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग की सीमाएं:

1. अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के उपयोग में सबसे गंभीर सीमा वेल्डेड भागों का आकार है - 250 मिमी से अधिक नहीं। यह ट्रांसड्यूसर की आउटपुट पावर में सीमाओं, बहुत उच्च शक्ति वाली अल्ट्रासाउंड तरंगों को प्रसारित करने में सोनोट्रोड की अक्षमता और आयाम को नियंत्रित करने में कठिनाई के कारण है।

2. अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग में शामिल होने वाली सामग्रियों में कम नमी की मात्रा की भी आवश्यकता होती है।अन्यथा, कंपन वेल्डिंग को प्राथमिकता दी जाती है।

3. मोटी दीवार वाली सामग्री में शामिल होने के लिए अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग प्रभावी नहीं है। कनेक्ट होने वाले भागों में से कम से कम एक हल्का होना चाहिए, क्योंकि यह ऊर्जा की एक बड़ी मात्रा को "अवशोषित" करता है।