W motoryzacji coraz więcej metalowych elementów i podzespołów jest zastępowanych elementami wykonanymi z tworzyw sztucznych. Większość z nich produkowana jest metodą wtrysku, co przy dużych partiach jest stosunkowo tanie i powtarzalne. Gdy istnieje konieczność łączenia elementów wykonanych z tworzyw sztucznych, bardzo często do tego celu wykorzystuje się technologię zgrzewania ultradźwiękowego.
Lucjan Nafalski
Rozwój tej technologii w ostatniej dekadzie przyczynił się do zwiększenia jej zastosowania przy produkcji podzespołów i elementów wykorzystywanych m.in. właśnie w motoryzacji. Do najbardziej rozpowszechnionych odmian tej technologii należy zaliczyć:
- zgrzewanie ultradźwiękowe – łączenie ze sobą elementów wykonanych z tworzyw sztucznych;
- nitowanie ultradźwiękowe tworzyw sztucznych – łączenie tworzyw z tworzywami lub innymi materiałami nieplastycznymi;
- saterowanie ultradźwiękowe – osadzanie metalowych elementów (np. tulejek i nakrętek w elementach z tworzywa;
- brykietowanie – łączenie elementów z metali nieżelaznych ze sobą, wykorzystywane do produkcji wiązek z przewodów;
Urządzenia do zgrzewania ultradźwiękowego pracują w zakresie częstotliwości od 10 kHz do pojedynczych GHz. Wymiary i moce urządzeń praktycznie są największe dla najniższych częstotliwości. Typowa zgrzewarka ultradźwiękowa składa się z:
- układu drgającego
- generatora mocy
- falowodu
- sonotrody
- kowadła
- siłownika
Układ drgający, jest zasilany generatorem mocy. Zasilane napięciem zmiennym piezoelektryczne dyski ceramiczne są pobudzane do drgań. Wzmocnione drgania za pomocą falowodu są przeniesione na narzędzie (sonotrodę) pobudzając je do drgań z większą amplitudą. Układ drgający, w skład którego wchodzi przetwornik piezoceramiczny zbudowany jest z czterech lub sześciu dysków ceramicznych. Złożone z uwzględnieniem polaryzacji dyski są zamocowane pomiędzy dwoma metalowymi blokami, do jednego z nich przymocowany jest falowód. Do falowodu mocujemy narzędzie, które jest specjalnie ukształtowane i przylega do powierzchni zgrzewanego elementu. Układ drgający jest na sztywno zamocowany w korpusie. Siłownik zapewnia ruch układu drgającego ultradźwiękowego i wymianę zgrzewanych detali. Siłownik również dociska zgrzewane elementy, które są kładzione na kowadło ultradźwiękowe i przyciskane sonotrodą.
cały artykuł dostępny jest w wydaniu 3 (30) marzec 2010
