تبلیغات
×وبلاگ تخصصی مهندسی مواد × - جوشکاری با امواج مافوق صوت
نویسنده :Hadi yekrangian
تاریخ:چهارشنبه 27 آبان 1388-07:35 ب.ظ
نوع مطلب : مطالب علمی 
جوشکاری با امواج مافوق صوت

جوشکاری اولتراسونیک جوشکاری اولتراسونیک روشی متداول و فراگیر در كشورهای پیشرفته و صنعتی برای جوشكاری عمدتا قطعات پلاستیكی و بعضا قطعات فلزات بوده و در دسته بندی روشهای جوش كاری زیر مجموعه روش جوشكاری با گرم كردن داخلی مكانیكی می باشد. همچون سایر روشهای جوشكاری مراحل پنجگانه جوشكاری در اینجا نیز وجود دارد: 1)آماده سازی سطح یا Surface Preparation شامل تمیز كاری و براده برداری: وجود آلودگی و لبه های اضافی باعث افت كیفیت جوشكاری خواهد شد . 2) گرم كردن یا Heating: از انرژی امواج فراصوت با فركانس های بالا 20 تا 70 كیلوهرتز برای این منظور استفاده می گیرد . 3) فشردن یا Pressing: وقتی دو قطعه كار به قدر كافی گرم شوند باید به یكدیگر فشرده شوند. این فشار با كمك سیستم پنوماتیك و هورن (شیپوره) دستگاههای جوشكاری تامین می شود . 4) آمیزش بین مولكولی یا Intermolecular Diffusion: تماس دو قطعه كار گرم شده و در آستانه ذوب با یكدیگر و فشار وارده بر آنها فرصت را برای آمیزش مولكولهای دو قطعه كار در یكدیگر فراهم می آورد . 5) خنك كردن یا Cooling: انجماد و سرد شدن محل جوشكاری آخرین مرحله بوده كه در این مرحله پلیمرهای نیمه كریستالی ساختار كریستالی خود را و پلیمرهای آمورف نیز ساختار خاص خود را در قبل از عملیات جوشكاری به دست خواهند آورد . در این مرحله تنشهای پسماند و اعوجاج در قطعه كار محتمل است . در این روش مراحل 2 و 3 و 4 تقریبا همزمان و در كسری از ثانیه صورت می گیرد و قطعه كار بلافاصله سرد می شود . موفقیت جوش به طراحی مناسب اجزا و مناسب بودن موادی که جوش داده می‌شوند بستگی دارد. از آنجا که جوشکاری اولتراسونیک بسیار سریع است (کمتر از ۱ ثانیه) و قابلیت اتوماسیون دارد به طور وسیع از آن در صنعت استفاده می‌شود. برای تضمین سلامت جوش طراحی مناسب اجزا بخصوص فیکسچرها لازم است. با طراحی مناسب از این روش می‌توان در تولید انبوه استفاده کرد.

تجهیزات

یک ماشین جوشکاری اولتراسونیک شامل اجزای زیر است: یک منبع تغذیه، یک مبدل، یک آمپلی فایر تقویت کننده به نام بوستر، یک وسیله هدایت امواج فراصوت به نام شیپوره (horn) منبع تغذیه فرکانس برق شهر ۵۰-۶۰ هرتز را به ۲۰-70 کیلو هرتز می‌رساند. این انرژی به مبدل می‌رود و در مبدل دیسک پیزو الکتریک موج الکتریک با فركانس بالا به ارتعاشات مكانیكی (امواج اولتراسونیک )با فركانس بالا تبدیل میشود. اغلب ماشین‌های اولتراسونیک در فرکانسی بالاتر از ۲۰ کیلو هرتز کار می‌کنند و صدایی تولید می‌کنند که شبیه یك سوت بوده كه می تواند برای اوپراتور در دراز مدت تولید مزاحمت و اذیت كند لذا توجه به میزان دسی بل صدای این دستگاهها بسیار مهم است . امروزه شركتهای معتبر اروپایی هزینه های بسیار زیادی را صرف تحقیق و توسعه محصولات خود نموده اند تا علاوه بر افزایش راندمان و كیفیت جوشكاری دستگاههای خود این صداهای مزاحم را در حد بسیار زیادی كاهش دهند.امواج تولید شده در مبدل به بوستر رفته و دامنه آن تا حد دلخواه افزایش پیدا می‌کند و سپس در شیپوره (که یک وسیله صوتی مکانیکی است) امواج صوتی مستقیماً به قطعه کار منتقل می‌شود. همچنین شیپوره نقش اعمال فشار بر روی قطعه را نیز بر عهده دارد.بعد از انتقال امواج صوت به قطعه کار در منطقه اتصال در اثر اصطکاک زیاد ناشی از جنبش مولكولی سطوح دو قطعه كار این انرژی تبدیل به گرما شده و باعث نرم شدن و ذوب پلاستیک و به وجود آمدن شرایط جوشكاری می‌شود.

مزایا و محدودیتها

مزایای این روش عبارت‌اند از :

- راندمان بالا - تولید بالا با قیمت پایین (با توجه به سرعت زیاد هر سیكل جوشكاری امكان افزایش تولیدات به راحتی مهیاست) - سهولت در اتوماسیون - سرعت جوش بالا - تمیز بودن آن

مهم‌ترین محدودیت این روش محدودیت در انرژی اعمالی و کوچک بودن عرض شیپوره (کمتر از ۲۵۰ میلی متر) است و در نتیجه طول جوشی که به وجود میآید کوچک است. موارد استفاده از جوش التراسونیک ترموپلاستیک‌ها : - جوشکاری ساده یک اتصال - جاسازی یک قطعه در قطعه‌ای دیگر همراه با اتصال بین آن دو - جوش نقطه‌ای ورق‌ها و صفحات پلاستیکی - كاشت مغزی های فلزی در داخل قطعات پلاستیكی - دوخت پارچه‌ها و فیلمهای با پایه پلاستیكی


صنایعی که این نوع جوشکاری در آن کاربرد دارد : - استفاده در صنعت الكتریك و الكترونیك - استفاده در صنعت بسته بندی - استفاده در صنعت اتومبیل سازی - استفاده در صنعت پزشکی و تجهیزات پزشكی - استفاده در صنعت اسباب بازی - صنایع مرتبط دیگر

--213.207.247.160 ‏۷ سپتامبر ۲۰۰۹، ساعت ۰۸:۰۱ (UTC)امیر حسین حسامی - شركت مهندسی تصكو نماینده شركت رینكو