અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ

અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ ઉચ્ચ-આવર્તન અલ્ટ્રાસોનિક એકોસ્ટિક સ્પંદનોનો ઉપયોગ કરે છે જે જોડાયેલા ભાગો પર લાગુ થાય છે જે ઓછા દબાણ હેઠળ એકસાથે એસેમ્બલ થાય છે. આ વેલ્ડીંગ પદ્ધતિનો ઉપયોગ મોટેભાગે થર્મોપ્લાસ્ટિક્સમાં જોડાવા માટે થાય છે અને જ્યારે બોલ્ટિંગ, સોલ્ડરિંગ અથવા ગ્લુઇંગ યોગ્ય નથી.

અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગનો વિકાસ 1940ના દાયકાની શરૂઆતમાં થયો હોવા છતાં, તેનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ 1960ના દાયકાની શરૂઆતમાં ઈલેક્ટ્રોનિક્સ ઉદ્યોગમાં ફાઈન વાયરને વેલ્ડ કરવા માટે ઔદ્યોગિક રીતે કરવામાં આવ્યો હતો. 1963 માં, પોલિઇથિલિનને બોન્ડ કરવા માટે અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગનો ઉપયોગ કરવાનું શરૂ થયું. ત્યારથી, અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગનો ઉપયોગ ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગમાં એલ્યુમિનિયમ અને પાતળા શીટ મેટલને વેલ્ડ કરવા માટે કરવામાં આવે છે (ઇગ્નીશન મોડ્યુલો, ટર્મિનલ વાયર, વાયર).

ઉદ્યોગમાં અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગના ફાયદાઓને ઓળખવાની ધીમી પ્રક્રિયા શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસોનિક સાધનોના અભાવને કારણે છે જે મોટા ભાગો માટે પણ સતત વેલ્ડીંગ ગુણવત્તાની ખાતરી આપી શકે છે.પરિણામે, 1980 અને 1990 ના દાયકામાં સંશોધન મુખ્યત્વે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સાધનોના વિકાસ પર કેન્દ્રિત હતું.

અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગમાં સ્પંદનોનો ઉપયોગ થતો હોવા છતાં, આ પદ્ધતિ "વાઇબ્રેશન વેલ્ડીંગ" થી અલગ છે, જેને ઘર્ષણ વેલ્ડીંગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. વાઇબ્રેશન વેલ્ડીંગના કિસ્સામાં, જોડાવાના ભાગોમાંથી એક સ્થાને રાખવામાં આવે છે અને બીજો ઓસીલેટીંગ (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક અથવા હાઇડ્રોલિક ડ્રાઇવ દ્વારા) હોય છે.

અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ બે ભાગોને સ્થાને રાખે છે અને ઘર્ષણ બનાવવા માટે ઉચ્ચ-આવર્તન ધ્વનિ તરંગોનો ઉપયોગ કરે છે. એકોસ્ટિક ઉર્જા ઘર્ષણ બનાવે છે અને ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે જેના પરિણામે ભાગો એક સેકન્ડ કરતાં પણ ઓછા સમયમાં વેલ્ડિંગ થાય છે, અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ આજે ઉપયોગમાં સૌથી ઝડપી બને છે.

અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગની પ્રક્રિયા સંપૂર્ણપણે સ્વચાલિત છે અને ખાસ સ્થાપનો પર હાથ ધરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગનો સિદ્ધાંત ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યો છે. 1, અને લાક્ષણિક ઇન્સ્ટોલેશનની રચના ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 2.

ચોખા. 1. અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગનો સિદ્ધાંત: a — ભાગોનું સંરેખણ, b — ટિપ સાથેના ભાગોનો સંપર્ક, c — દબાણનો ઉપયોગ, d — વેલ્ડિંગ, e — હોલ્ડિંગ, f — ટિપને ઉપાડવું

ચોખા. 2. સોનિક વેલ્ડીંગ માટે એસેમ્બલી ડાયાગ્રામ

જનરેટર (અલગ એકમમાં) નો ઉપયોગ નેટવર્કમાંથી વિદ્યુત સ્પંદનોને ઉચ્ચ-આવર્તન (20 ... 60 kHz) માં રૂપાંતરિત કરવા માટે થાય છે, ટ્રાન્સડ્યુસર, પીઝોઇલેક્ટ્રિક તત્વોનો ઉપયોગ કરીને, વિદ્યુત સ્પંદનોને એકોસ્ટિકમાં રૂપાંતરિત કરે છે. એમ્પ્લીફાયર અને સોનોટ્રોડ એ ઇન્સ્ટોલેશનના નિષ્ક્રિય રેઝોનન્ટ તત્વો છે જે ટ્રાન્સડ્યુસરથી ભાગોમાં સ્પંદનોને સ્થાનાંતરિત કરવા માટે સેવા આપે છે.

સામાન્ય રીતે, અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ મશીનો વિવિધ ડિસ્પ્લેસમેન્ટ ટ્રાન્સફોર્મેશન રેશિયો સાથે એમ્પ્લીફાયરના સમૂહથી સજ્જ હોય ​​છે.સોનોટ્રોડનો આકાર જરૂરી વેલ્ડ ગોઠવણી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સોનોટ્રોડના આકારના આધારે લોન્ગીટ્યુડિનલ રેડિયલ, એજ અને અન્ય વેવ ઓસિલેશન બનાવવામાં આવે છે. દરેક સીમને તેના પોતાના સોનોટ્રોડની જરૂર છે.

પ્રક્રિયાના ભૌતિક સાર એ બે ભાગોના સંપર્કમાં નાના કંપનવિસ્તારના ખૂબ જ મજબૂત સ્પંદનોના દેખાવમાં સમાવે છે. દબાણ સાથે સંયુક્ત કંપન ભાગોની સપાટી પરથી અશુદ્ધિઓ અને ઓક્સાઇડ દૂર કરે છે. ઇલેક્ટ્રોન ભાગો વચ્ચે વહેવાનું શરૂ કરે છે, મેટલર્જિકલ સીમ બનાવે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ વિદ્યુત જોડાણો બનાવવા, એલ્યુમિનિયમ અને તાંબાનું વેલ્ડીંગ કરવા, તાંબાના પાઈપોના છેડા સીલ કરવા, પ્લાસ્ટિકને વેલ્ડીંગ કરવા, પ્લાસ્ટિકમાં ધાતુના ભાગોને એમ્બેડ કરવા માટે આદર્શ છે.

ચોખા. 3. અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ દ્વારા બનાવેલ સાંધા

પ્લાસ્ટિકની અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ અન્ય પદ્ધતિઓ કરતાં વધુ વિશ્વસનીય સાંધા માટે પરવાનગી આપે છે. આ કિસ્સામાં, પ્લાસ્ટિકની અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ વેલ્ડીંગ ધાતુઓથી મૂળભૂત રીતે અલગ છે.

પ્રથમ, ધાતુઓનું અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ વેલ્ડેડ સપાટીઓની સમાંતર ટ્રાન્સવર્સ સ્પંદનો દ્વારા થાય છે. પ્લાસ્ટિકના અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગમાં વેલ્ડિંગ કરવામાં આવતી સપાટીઓ પર સામાન્ય (એટલે ​​કે જમણા ખૂણા પર) રેખાંશ સ્પંદનોનો ઉપયોગ થાય છે. સોનોટ્રોડ્સનો આકાર, જે મેટલ અને પ્લાસ્ટિક સીમમાં અલ્ટ્રાસોનિક સ્પંદનો પ્રસારિત કરે છે, તે પણ સંપૂર્ણપણે અલગ છે.

બીજું, જ્યારે ધાતુઓનું વેલ્ડિંગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સપાટીઓની ઘર્ષણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા સીમ બનાવવામાં આવે છે, જે સામગ્રીને ઓગળ્યા વિના સખત જોડાણ બનાવે છે.પ્લાસ્ટિકના ભાગોનું અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ અન્ય પરંપરાગત વેલ્ડીંગ પદ્ધતિઓ જેમ કે આર્ક વેલ્ડીંગ, રેઝિસ્ટન્સ અથવા લેસર વેલ્ડીંગ)ની જેમ સામગ્રીને ઓગાળવા પર આધારિત છે, પરંતુ ઘણી ઓછી તાપમાન શ્રેણીમાં.

ચોખા. 4. અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ સાધનો

અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગના ફાયદા:

1. કોઈ ખાસ સપાટી સફાઈની જરૂર નથી.

2. કોઈ રક્ષણાત્મક વાતાવરણની જરૂર નથી.

3. વેલ્ડીંગ ઉપભોજ્ય વસ્તુઓ (વાયર, ઇલેક્ટ્રોડ, સોલ્ડર, વગેરે) જરૂરી નથી.

4. ઓછી વીજ વપરાશ.

5. સંયુક્ત બનાવવા માટે ટૂંકા વિભાજનનો સમય (લગભગ એક સેકન્ડનો એક ક્વાર્ટર).

6. વેલ્ડીંગ પ્રક્રિયાનું સંપૂર્ણ ઓટોમેશન અને અન્ય ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ સાથે સરળ એકીકરણની શક્યતા.

7. વિવિધ પ્રકૃતિની વેલ્ડીંગ સામગ્રીની સંભાવના, જેમાં ઉચ્ચ તાપમાન પ્રત્યે સંવેદનશીલ સામગ્રીનો સમાવેશ થાય છે, કારણ કે વેલ્ડીંગ દરમિયાન થોડી માત્રામાં ગરમી ઉત્પન્ન થાય છે.

8. તમામ પ્રકારની વિગતો વેલ્ડીંગ.

9. આ પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવેલ વેલ્ડ્સ દૃષ્ટિની આનંદદાયક, સુઘડ છે.

10. અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ કાટરોધક રસાયણોનો ઉપયોગ કરતું નથી અને અન્ય પદ્ધતિઓથી વિપરીત થોડી માત્રામાં ધુમાડો ઉત્પન્ન કરે છે.

અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગની મર્યાદાઓ:

1. અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગના ઉપયોગમાં સૌથી ગંભીર મર્યાદા વેલ્ડેડ ભાગોનું કદ છે - 250 મીમીથી વધુ નહીં. આ ટ્રાન્સડ્યુસરની આઉટપુટ પાવરમાં મર્યાદાઓ, સોનોટ્રોડની ખૂબ ઊંચી શક્તિના અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોને પ્રસારિત કરવામાં અસમર્થતા અને કંપનવિસ્તારને નિયંત્રિત કરવામાં મુશ્કેલીને કારણે છે.

2. અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગને જોડવામાં આવતી સામગ્રીમાં ભેજનું પ્રમાણ ઓછું હોવું જરૂરી છે.નહિંતર, વાઇબ્રેશન વેલ્ડીંગ પસંદ કરવામાં આવે છે.

3. અલ્ટ્રાસોનિક વેલ્ડીંગ જાડા-દિવાલોવાળી સામગ્રીમાં જોડાવા માટે અસરકારક નથી. ઓછામાં ઓછો એક ભાગ જે જોડવાનો છે તે પ્રકાશ હોવો જોઈએ, કારણ કે તે મોટી માત્રામાં ઉર્જાનું શોષણ કરે છે.