Hàn siêu âm là phương pháp hàn mang đến nhiều lợi ích cho con người không những trong hoạt động sản xuất mà còn bảo vệ môi trường. Cùng Cơ khí CPM tìm hiểu về hàn siêu âm và nguyên lý hoạt động của phương pháp hàn này nhé.
Hàn siêu âm là gì?
Hàn siêu âm Ultrasonic welding (UW) là quá trình hàn áp lực, sử dụng năng lượng cơ học của dao động siêu âm làm biến dạng dẻo cục bộ tại bề mặt mối ghép, làm cho các phần tử của các chi tiết hàn khuếch tán, thẩm thấu lẫn nhau và liên kết với nhau tạo thành mối hàn.Quá trình tạo liên kết hàn trong hàn siêu âm.
Hàn siêu âm
Tên gọi hàn siêu âm
-
Anh: Ultrasonic welding (UW).
-
Pháp: Soudage par ultrasons.
-
Đức: Ultraschallschweiben.
Siêu âm: Siêu âm là những dao động đàn hồi có tần số f>16KHz,cao hơn tần số âm mà con người nghe được.
Nguyên lý hoạt động của hàn siêu âm
Một máy hàn siêu âm gồm có các bộ phận căn bản như : nguồn cung cấp điện – power supply/generator (oscilator) , bộ chuyển đổi – tranducer, bộ khuếch đại – booster, dao cắt –horn (sonotrode) và giá đỡ (đe) – anvil.
Các bước hàn siêu âm
-
Trước khi hàn , hai tấm nhựa được xếp chồng lên nhau.
-
Đặt 2 tấm nhựa cần hàn lên vị trí hàn và thiết lập góc phù hợp.
-
Thiết lập góc hàn phù hợp.
-
Bộ chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu cơ (rung).
-
Đồ thị biểu diễn xung tín hiệu từ bộ chuyển đổi.
-
Sơ đồ biễu diễn cấu tạo của một máy hàn siêu âm điển hình.
-
Sơ đồ biểu diễn tín hiệu xung ,dao động khi có tín hiệu siêu âm truyền qua.
-
Bộ phận rung và đầu hàn tác dụng áp lực lên vật hàn.
-
Cài đặt thời gian hàn.
-
Dưới lực tác dụng,nhiệt ma sát phát triển giữa 2 lớp vật liệu nhựa.
-
Giữ đầu hàn để 2 lớp nhựa hòa trộn lẫn nhau.
-
Sau khi mối hàn hóa rắn , di chuyển đầu hàn khỏi vật hàn.
-
Kết thúc quá trình hàn siêu âm.
Ưu điểm của hàn siêu âm
Có khả năng tự phá bỏ lớp oxit bề mặt và làm sạch tốt dầu mỡ nhờ có ma sát, dịch trượt giữa các vật hàn. Hàn siêu âm có khả năng hàn nối các chi tiết kim loại mà không cần làm sạch lớp bề mặt, không cần nấu chảy chỗ hàn. Điều này rất có lợi khi hàn dây dẫn trong thiết bị điện, điện tử.
-
Hàn siêu âm có thể hàn tốt những kim loại có điện trở nhỏ (như đồng điện kỹ thuật, nhôm, bạc, vàng, …) mà các phương pháp khác khó khăn.
-
Hàn siêu âm không hạn chế chiều dày vật hàn, đặc biệt có thể hàn được các lá kim loại rất mỏng, hàn các giấy kim loại.
-
Hàn siêu âm có thể hàn các kim loại khác nhau với nhau, hàn kim loại với phi kim, hàn chất dẻo, hàn xương,…
-
Hàn siêu âm cho phép các chi tiết hàn có tỷ lệ chiều dày tới 1:1000.
-
Hàn siêu âm tiêu tốn ít năng lượng, dễ tự động hóa, thời gian hàn nhanh.
Nhược điểm hàn siêu âm
-
Nhược điểm cơ bản của hàn siêu âm là chất lượng mối hàn không ổn định do ξ, f, F0 không ổn định và bề mặt vật hàn không tốt.
Đặc điểm hàn siêu âm
Hàn siêu âm là quá trình đưa dao động vào vùng hàn ở tần số siêu âm.Trong vùng hàn do có sự truyền ứng suất đàn hồi nên dễ phát sinh các vết nứt tế vi. Kim loại hàn càng kém dẻo thì vết nứt tế vi càng nhiều. Để giảm các vết nứt tế vi người ta kẹp chắc vật hàn bằng các bàn kẹp có tấm đệm cao su và làm sạch sơ bộ ba via, ủ sơ bộ vật hàn nếu cần.
Khi hàn dễ xảy ra hiện tượng tách các chi tiết hàn ra với nhau. Để khắc phục hiện tượng này cũng cần dùng bàn kẹp để kẹp chặt chi tiết ở vị trí hàn. Điều này có thể làm tăng sức bền mối hàn lên 60%.
Khi hàn siêu âm cực hàn càng ép chặt vào vật hàn thì năng lượng siêu âm truyền vào vùng hàn càng tăng nhưng cực hàn dễ dính bám vào vật hàn. Để khắc phục hiện tượng này người ta chọn vật liệu làm cực hàn sao cho dễ bám chắc vào cực hàn nhưng chưa đủ khả năng dính bám.
Hàn siêu âm làm việc ở chế độ cộng hưởng để có biên độ dao động cực đại. Nếu trệch ra khỏi vùng cộng hưởng hiệu quả sẽ giảm. Để đảm bảo điều này không được tùy tiện thay đổi hình dáng kích thước của hệ dao động nhất là thanh truyền sóng.
Trên đây là những kiến thức về hàn siêu âm, mong rằng đã giúp bạn đọc có thêm kiến thức hữu ích về kỹ thuật hàn. Đừng quên truy cập website Dotdap.com mỗi ngày để cập nhật những kiến thức hay về cơ khí nhé!
CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ CPM
Hotline: 0936.138.488
Email: cokhicpm@gmail.com
Xưởng sản xuất: Thôn Rùa Hạ, Xa Thanh Thùy, Huyện Thanh Oai. Hà Nội