Hàn siêu âm là gì: Nguyên tắc hoạt động, ứng dụng và ưu điểm

    Sự khác biệt đáng kể giữa hàn và các cơ chế nối khác, chẳng hạn như chất kết dính và tán đinh, là việc sử dụng nhiệt. Tuy nhiên, có hai cơ chế gia nhiệt và do đó có hai loại quy trình hàn. Các danh mục phổ biến bao gồm các quy trình như hàn TIG và MIG sử dụng ứng dụng nhiệt trực tiếp. Loại hàn siêu âm thứ hai ít phổ biến hơn nhưng liên quan đến việc sử dụng nhiệt gián tiếp.

   Hàn siêu âm sử dụng sóng siêu âm để tạo ra nhiệt lượng cần thiết để hàn hai phần. Bài viết này thảo luận rộng rãi về quy trình hàn và ứng dụng của nó trong sản xuất các bộ phận.

Hàn siêu âm đẳng hướng

   Đây là quá trình hàn nhiệt gián tiếp sử dụng sóng siêu âm để hàn các bộ phận nhựa nhiệt dẻo và kim loại mỏng lại với nhau.

   Máy hoạt động bằng cách chuyển đổi tín hiệu điện tần số cao (20-40 Hz) thành sóng siêu âm. Sau đó, các rung động cơ học sinh ra được khuếch đại và chuyển sang nhiệt và hàn hai bộ phận.

   Quá trình hàn là duy nhất, không giống như các quá trình khác, chẳng hạn như hàn MIG và TIG, đòi hỏi vật liệu phụ. Ngoài ra, nó còn phù hợp để hàn các chi tiết nhỏ và mỏng do độ chính xác và độ chính xác cao so với các quy trình hàn kim loại tấm trực tiếp khác.

   Ưu điểm của nó bao gồm thời gian đông kết nhanh và mối hàn sạch. Như vậy, nó là cơ chế kết nối cho các ngành y tế, điện tử và ô tô

Đánh giá lịch sử hàn siêu âm

   Trước khi hàn siêu âm được phát hiện vào thế kỷ 20, quy trình hàn nhựa phổ biến là kỹ thuật hàn hồ quang. Tuy nhiên, các kỹ thuật hàn này tạo ra các bộ phận cồng kềnh. Do đó, việc đưa ra các rung động siêu âm để hàn nhựa là một giải pháp đáng hoan nghênh cho nhiều ngành công nghiệp.

   Rung động siêu âm lần đầu tiên được sử dụng để hàn nhựa cứng và tương thích. Ở đây nó liên quan đến việc hàn hai bộ phận lại với nhau bằng cách sử dụng  đầu dò chạm vào chúng. Vì vậy, vào thời điểm đó, nó đã trở thành một phần quan trọng của ngành sản xuất máy bay trước khi hàn điểm.

   Sự phát triển và sử dụng công nghệ hàn hiện đại là do Robert Soloff, Giám đốc Phòng thí nghiệm Dụng cụ Branson, người đã phát hiện nhầm rằng đầu dò siêu âm có thể hàn mà không tiếp xúc với các bộ phận nhựa nhiệt dẻo.

   Soloff đã phát triển Sonics & Materials và cùng với Seymour Linsley được cấp bằng sáng chế cho quy trình hàn vào năm 1965. Sau đó, ông trình bày ý tưởng này với Ideal Toy Co., công ty đã chấp nhận ý tưởng này vì các mối hàn vừa đẹp mắt vừa chắc chắn. Do đó, điều này dẫn đến sự bùng nổ trong sản xuất đồ chơi bằng nhựa và chấp nhận các bộ phận quan trọng cho nhiều loại sản phẩm thương mại.

    Việc sử dụng rung động siêu âm trong quá trình hàn đã trải qua một số sửa đổi. Hiện nay, nó là một công nghệ phổ biến cho các ứng dụng tiêu dùng và công nghiệp.