جوشکاری فراصوتی

جوشکاری فراصوتی:

در روشهای مونتاژ قطعاتی که نیاز به اتصال فلزات غیرهمجنس وجود دارد، جوشکاری فراصوتی این عمل را در کسری از ثانیه و بدون مشکل انجام میدهد.این روش میتواند راه حلی برای تولید انبوه اتومبیلهایی تماما از جنس آلمینیوم و با مصرف سوخت بهینه باشد.  امروزه جوشکاری فراصوتی که به عنوان روشی جهت مونتاژ قطعات فلزی شناخته شده ، توجهات زیادی را به خود جلب کرده است . در واقع پیشرفتهای که در زمینه ی تولید انبوه اتومبیلهای تماما آلمینیومی انجام گرفته،جوشکاری فراصوتی به عنوان اصلی ترین روش جهت ایجاد اتصالاتی با هزینه پایین در نظر گرفته میشود. در حال حاضر این روش در توسعه نیازهای صنعت اتومبیل سازی و با پروژه 8/9 میلیون دلاری که از طریق موسسه ملی فناوری و استانداردها به همراه چهار شریک از جمله کمپانی فورد موتور ، شرکت آمریکن تکنولوژی موسسه جوشکاری ادیسون و سونوباند اولتراسونیک سرمایه گذاری شده است، به کار میرود.  درحالیکه همچان این روش برای توسعه اتومبیلهای تمام آلمینیومی با مصرف سوخت بهینه در حال پیشرفت است،جوشکاری فرا صوتی به عنوان روشی کارآمد در بسیاری از کاربردها از جمله مونتاژ کابلهای سیم کشی ، قطعات اتومبیل ، دستگاه های پزشکی ، باتری های قابل شارژ مجدد و لوله گذاری مسی برای تجهیزات HVAC (گرمایش ، تهویه و تهویه مطبوع )شناخته شده است.

جنبه های مکانیکی: اتصال ایجاد شده به این روش از طریق ایجاد ارتعاشات در قطعات و در خلاف یکدیگر صورت میگیرد. این روش را میتواند شکلی از روش جوشکاری اصطکاکی نیز در نظر گرفت که در آن انرژی فراصوتی از طریق ابزاری به نام هورن به محل اتصال قطعات منتقل میشود. در این فرایند حرارت از طریق ترکیبی از نیروهای پسماند(هیسترزیس) و اصطکاک تولید میشود. ارتعاشات فراصوتی که موازی با سطح مقاطعی که جوشکاری میشوند جریان می یابد، باعث زودودن اکسیدها و فیلمهای تشکیل شده بر سطح قطعات شده و منجر به برقراری تماس مستقیم بین فلزات میگردد. زمانیکه فرایند جوشکاری متوقف میشود،پیوندی در حالت جامد بین قطعات شکل میگیرد.

AmTech رئیس شرکت Richard Gehrin میگوید:"جوشکاری فراصوتی فرآیندی در حالت جامد است که برای اتصال فلزات غیر همجنس با سطح مقطع ظریف و نازک و نیز سطح مقطع ضخیم نیز بکار میرود. این روش را میتوان برای قطعاتی که اکسیدهای سطحی روی آن تشکیل شده یا آغشته به روغن هستند نیز استفاده کرد که باعث ایجاد بوی نامطبوع و دود اندکی میشود. انرژی مصرفی فرایند پایین بوده و زمان جوشکاری کم است.

مزایا جوش فراصوتی:  در این فرآیند زمان جوشکاری تنها 2 تا 5 ثانیه طول میکشد. در کارخانجات مونتاژی که از این روش استفاده میکنند ، نگرانی ها از بابت صرف زمان جهت گرم شدن یا خنک کاری وجود ندارد،در حالیکه در سایر روشهای اتصال همچون جوشکاری صفحه داغ (هات پلیت) صرف این زمان ضروری است. به علاوه با استفاده از این روش میتوان سطح مقطع نازک به نازک و سطح مقطع نازک به ضخیم را به سرعت و با بازدهی بالایی جوش داد.  طبق نظر PHD ،Karl Graff  مهندس ارشد موسسه جوشکاری ادیسون در ایالت اوهایو، جوشکاری فراصوتی بسیاری از اتصالات مشکل و پیچیده را قابل انجام میسازد.  همچنین استفاده از این روش برای مواد غیرآهنی همچون آلمینیوم ، برنج ،مس و نیکل نیز کاربردی است. Graff میگویند: مزیت این روش در مواد با هدایت حرارتی بالا همچون آلمینیوم ، مس و منیزیم نمایان میشود. این مواد عموما در جوشکاری به روشهای اصطکاکی و لیزر مشکل آفرین هستند. به علاوه، روش جوشکاری فراصوتی نسبت به سایر روشهای اتصال دهی همچون اتصالات ایجاد شده با خمکاری و تغییرشکل ، جوشکاری لیزر ، پرچ کردن ، لحیم کاری نرم و جوش چرخششی ارزانتر است.

نتیجه گیری: جوشکاری فرا صوتی به عنوان روشی سریع و موثر مزایای بسیاری دارد. همچنین این روش میتواند در آینده نزدیک علاوه بر کاربردهای فراوان خود ، جهت تولید انبوه اتومبیلهای تمام آلمینیومی نیز به کار رود. مدیر پروژه برنامه تکنولوژی پیشرفته موسسه NIST,H. Felix Wu میگوید: تولیدات زیاد اتومبیلهای آلمینیومی مستلزم استفاده از روش اتصال دهی مقرون به صرفه هستند. روش جوشکاری فراصوتی بر ضعفهای ذاتی سایر روشهای اتصال دهی که در ساخت بدنه اتومبیلهای آلمینیومی استفاده میشود ، فائق آمده ، همچنین روشی مقرون به صرفه و در عین حال دوست دار محیط زیست است.


اشتراک گذاری در