Setup voor ultrasoon lassen (met diagram)
Na het lezen van dit artikel leert u over de opzet van ultrasoon lassen met behulp van een diagram.
Bij ultrasoon lassen, uitgevonden in 1938, wordt een metalen punt gemaakt die trilt met ultrasone frequentie (dwz de trillingen die geluid voortbrengen dat buiten het bereik van het menselijke gehoor valt) om een dun stuk te verbinden met een dikker stuk dat op een aambeeld wordt ondersteund. De gebruikte frequentie is hoofdzakelijk rond de 20 KHz, hoewel naar verluidt hogere frequenties tot 60 KHz zijn gebruikt. Hoe hoger de frequentie van hogere trillingen, is de snelheid waarmee energie wordt uitgezonden.
Ultrasone lasapparatuur bestaat uit twee hoofdonderdelen, namelijk een voedingsbron en een transducer. De voedingsbron converteert de 50 Hz netvoeding naar een hoogfrequent elektrisch vermogen en dat wordt door de transducer omgezet in magnetische flux en vervolgens in de kinetische beweging die wordt versterkt door een snelheidstransformator. Het schematische diagram van de opstelling wordt getoond in Fig. 2.36.
De ultrasone lastransducers zijn van twee typen, namelijk piëzo-elektrische kristallen en magnetostrictief, de laatste bestaat uit lamellen van een nikkel of een nikkellegering die uitzetten en samentrekken in stap met trillingen van de versterker als gevolg van de vervorming van nikkel bij verwarming.
De transducer en de hoornvormige snelheids transformator vormen een eenheid genaamd sonotrode. De punt van de snelheidstransformator die voor het lassen wordt gebruikt, is gemaakt van hogesnelheidsstaal (staal dat 14 tot 22% wolfraam en 4% chroom bevat) of Nimonic-legering en is gevormd tot een bolvormige contour met een straal van 75 mm. Deze tips worden hardgesoldeerd of aan de hoorn gelast.
De snelheidstransformator is gemaakt van metaal met een laag verlies, van hoge sterkte zoals titanium en is gevormd om de gewenste frequentie te bereiken op basis van de relatie f = λE, waarbij / de trillingsfrequentie, de golflengte en E de elasticiteitsmodulus zijn materiaal. Aangezien de laspunt een antinode moet zijn, moet de lengte van de hoorn zich in een veelvoud van A / 2 bevinden en moet elke steun op knooppunten bij A4 zijn. Een vibrator kan dus slechts op een bepaalde frequentie werken.
Het te lassen werk wordt onder de sonotrode-punt in de schootverbindingsformatie geplaatst en wordt op een aambeeld ondersteund. Er wordt kracht op de sonotrode-punt uitgeoefend met behulp van een pneumatisch, hydraulisch of een veerbediend apparaat. Deze opstelling kan worden gebruikt voor puntlassen en zwendellassen. Om een ringvormige of ringvormige ultrasone las te maken, wordt de kracht tangentiaal op een cilindrische punt uitgeoefend om torsietrilling aan de lastunt te geven.
Door de ultrasone trillingen wordt de oxidelaag over het metaal gebroken en wordt een schoon metaal-op-metaal contact bereikt. De temperatuur op het grensvlak stijgt tot tussen 35 tot 50% van de absolute smeltpunttemperatuur van het metaal en aldus wordt een lassen in vaste toestand bereikt.
De sterkte van de las is 65 tot 100% van de sterkte van het basismetaal. Het proces is snel en zwendellassen met een snelheid van tot 10 m / min is gemeld. De vereiste energie (E) voor ultrasone laseenheid hangt af van de dikte (t) en hardheid (h) van het te lassen materiaal en kan worden berekend uit de volgende relatie.
E = Kt 3/2 h 3/2
Bij voldoende vermogen kan een puntlas in minder dan een seconde worden gemaakt, maar de maximale dikte van het dunnere onderdeel mag niet groter zijn dan 3 mm.
Ultrasoon lassen kan worden gebruikt voor het lassen van dunne tot dikke onderdelen en voor het lassen van ongelijke metaalcombinaties zoals aluminium op staal, aluminium op wolfraam, aluminium op molybdeen, nikkel op messing, enz. De belangrijkste gebruikers van het proces zijn halfgeleider, micro -circuits en elektrische contactindustrieën. Het wordt ook gebruikt door de auto- en ruimtevaartindustrie.
Typische toepassingen van het proces zijn de fabricage van kleine motorarmaturen, aluminium en gouddraadaansluitingen op transistors en diodes, helikoptertoegangsdeuren, ongelijke metaalverbindingen in zonnecollectoren. De unieke toepassing van het proces is echter het lassen van containers met explosieven zoals nitroglycerine, pyrotechniek (vuurwerk) en reactieve chemicaliën.
