知識を増やす: 超音波溶接の原理を一瞬で理解する

超音波溶着は高周波の振動波を用いて、溶着する2つの物体の表面に伝達します。圧力がかかると、2 つの物体の表面が互いにこすり合わされ、分子層間の融合が形成されます。

超音波溶接では、超音波発生器を使用して 50/60 Hz の電流を 15、20、30、または 40 KHz の電気エネルギーに変換します。変換された高周波電気エネルギーは、トランスデューサを介して同じ周波数の機械運動に再び変換され、振幅を変更できる一連のホーン デバイスを介して機械運動が溶接ヘッドに伝達されます。溶接ヘッドは、受け取った振動エネルギーを溶接するワークピースの接合部に伝達します。この領域では、振動エネルギーが摩擦によって熱エネルギーに変換され、溶接が必要な部品の領域が溶融します。超音波は、金属や硬質熱可塑性樹脂の溶接だけでなく、布やフィルムの加工にも使用できます。この記事では、主に2種類の金属とプラスチックの溶接について紹介します。

1) 超音波金属溶着の原理

超音波金属溶接の原理は、超音波周波数（16KHz以上）の機械的振動エネルギーを使用して、同種または異種金属を接続することです。金属を超音波溶着する場合、電流も高温熱源もワークピースに適用されませんが、静圧下では、フレームの振動エネルギーがワークピース間の摩擦仕事、変形エネルギー、および制限された温度上昇に変換されます。接合部間の金属結合は、母材を溶かさずに実現する固相溶接です。そのため、抵抗溶接によるスパッタや酸化を効果的に克服します。超音波金属溶接機は一点溶接が可能で、銅、銀、アルミニウム、ニッケルなどの非鉄金属の細線またはシート材料の多点溶接およびショート ストリップ溶接。SCRリード、ヒューズ片、電気リード、リチウム電池の極片、タブの溶接に広く使用できます。

2) 超音波塑性溶着の原理

超音波が熱可塑性プラスチックの接触面に作用すると、毎秒数万回の高周波振動が発生します。この種の特定の振幅を有する高周波振動は、超音波エネルギーを上部溶接部を通して溶接領域に送信します。溶接部が2箇所あるため、溶接界面での音響抵抗が大きいため、局所的な高温が発生します。さらに、プラスチックの熱伝導率が低いため、しばらくの間は分散できず、溶接領域に集まり、2 つのプラスチックの接触面が急速に溶融し、一定の圧力が加えられた後、 、それは1つに合流します。超音波が止まったら、数秒間圧力を加えて固めて形を整えます。