اول. سونوگرافی چیست؟

امواج فراصوت روشی است که از انرژی تولید شده توسط ارتعاشات فرکانس بالا برای اعمال بر روی سطح قطعه کار استفاده می‌کند و در نتیجه قطعات فلزی را به هم متصل می‌کند.

دوم. اصل کار امواج فراصوت

1. انرژی الکتریکی به ارتعاش مکانیکی با فرکانس بالا تبدیل می‌شود که سپس از طریق یک سر جوشکاری تنظیم‌شده با آکوستیک به نازل جوشکاری منتقل می‌شود. قطعات کار بالا و پایین تحت چرخه‌های فشار 20،000 یا 40،000 بار در ثانیه به یکدیگر ساییده می‌شوند. اثر ترکیبی ارتعاش فرکانس بالا و فشار، لایه نازکی از ماده و اکسیدها را روی سطح قطعه کار پراکنده می‌کند و یک جوش نفوذی تمیز و قابل کنترل تشکیل می‌دهد. از طریق ترکیب مجدد اتم‌ها بین قطعات کار، در نهایت یک لایه همجوشی متالورژیکی قابل اعتماد تشکیل می‌شود.
2. جریان فرکانس پایین توسط یک ژنراتور به جریان فرکانس بالا تبدیل می‌شود. سپس جریان فرکانس بالا توسط یک مبدل به ارتعاش مکانیکی تبدیل می‌شود. مدولاتور دامنه و سر جوشکاری مسئول تنظیم دامنه ارتعاش هستند. تحت فشار استاتیکی خاص، ساختارهای مولکولی روی سطح فلز با یکدیگر ساییده و برخورد می‌کنند و به نفوذ بین مولکولی دست می‌یابند و در نتیجه جوشکاری کامل می‌شود.

آشنایی اولیه و عیب یابی دستگاه سونوگرافی

III. خطاهای رایج در جوشکاری اولتراسونیک

(الف) لحیم کاری ناقص

1. توان خروجی جوشکاری ناکافی: فشار ناکافی، دامنه ناکافی، یا پایه به طور ایمن ثابت نشده است.
2. انرژی جوشکاری ناکافی: فرمول محاسبه انرژی خروجی به صورت E=P×T=F×V×T=μN×A×f×T است (که در آن E انرژی، P توان، V سرعت، μ ضریب اصطکاک، N فشار، A دامنه، f فرکانس و T زمان است). انرژی ناکافی منجر به جوشکاری ضعیف خواهد شد.
3. لایه‌های روغن یا اکسید روی سطح ماده می‌توانند بر اثر اتصال جوشکاری تأثیر بگذارند.
4. اگر دندانه‌ها خیلی تیز باشند، می‌توانند به راحتی در حین جوشکاری به قطعه جوش خورده نفوذ کنند.
5. سطح قطعه جوش داده شده دارای پوششی از موادی است که برای جوشکاری اولتراسونیک مناسب نیست.
6. موادی که جوش داده می‌شوند برای جوشکاری اولتراسونیک مناسب نیستند.

(ii) پایه سر جوشکاری

علت وقتی سر جوشکاری یا پایه جوشکاری با ماده تماس پیدا می‌کند، دمای بیش از حد بالایی ایجاد می‌شود که باعث نفوذ مولکولی بین ماده و سر جوشکاری یا پایه جوشکاری شده و در نتیجه چسبندگی ایجاد می‌شود.

راه حل :

1. دندانه‌های سر و پایه جوش را بررسی کنید. اگر ساییدگی شدید باشد، باعث افزایش دما می‌شود و باید به موقع به آن رسیدگی شود.
2. ضمن اطمینان از نتایج جوشکاری، می‌توان توان را به طور مناسب افزایش داد و زمان جوشکاری را کوتاه کرد تا تبادل انرژی بیش از حد بین سر جوش و ماده کاهش یابد.

(iii) ترک‌های جوش

1. ترک خوردن اطراف اتصال جوش: هنگام جوشکاری چندین لایه از مواد، لبه اتصال جوش شیب ایجاد می‌کند. هنگامی که سر دستگاه جوش می‌لرزد، نیروی کششی به لبه وارد می‌کند که به راحتی می‌تواند باعث ترک خوردن شود.
2. راه حل برای اطمینان از توزیع یکنواخت تنش و کاهش نیروی کششی ایجاد شده توسط ارتعاش، عملیات ویژه‌ای روی لبه اتصال جوش انجام دهید.
3. ترک‌های نزدیک محل اتصال لحیم: لرزش سر لحیم‌کاری باعث می‌شود که مواد به جلو و عقب حرکت کنند. به عنوان مثال، وقتی فویل آلومینیومی به باتری متصل است، کشیدن آن می‌تواند به راحتی باعث شکستگی شود.
4. راهکارها : ① جهت الگوی دندانه را تغییر دهید (مثلاً از الگوهای مورب استفاده کنید) تا جهت نیرو روی ماده تنظیم شود؛ ② طول زبانه را به طور مناسب افزایش دهید تا یک فضای حائل بین باتری و محل اتصال لحیم ایجاد شود.

(iv) نوسانات زیاد در توان خروجی

دلیل عوامل زیادی بر توان خروجی تأثیر می‌گذارند و باید تک تک آنها را بررسی کرد.

راه حل :

1. نصب واحد سه‌تایی را بررسی کنید، هرگونه آسیب را بررسی کنید و در صورت لزوم آن را دوباره مونتاژ کنید.
2. بررسی کنید که پیچ‌های پایه محکم بسته شده باشند.
3. وجود شکاف در محل گیره پایه را بررسی کنید.
4. وسایل جوشکاری را بررسی کنید تا مطمئن شوید که موقعیت‌های جوشکاری هر بار ثابت هستند.
5. سطح مواد را از نظر اکسیداسیون یا لکه‌های روغن بررسی کنید.
6. تأیید کنید که مشخصات مواد ورودی ثابت است (هنگامی که کورس سر جوش ثابت است، تفاوت در ضخامت و سختی مواد باعث نوسانات در توان خروجی می‌شود).
7. پایداری تأمین هوای کارخانه را بررسی کنید و مشاهده کنید که آیا نوساناتی در فشارسنج هوای ورودی وجود دارد یا خیر.
8. بررسی کنید که آیا خروجی اولتراسونیک جعبه منبع تغذیه پایدار است یا خیر.

(v) اضافه بار

علل شامل دو حالت است: اضافه بار توان و اضافه بار فرکانس.

راه حل :

1. پارامترهای جوشکاری را به طور مناسب کاهش دهید.
2. عمق فرو رفتن سر جوش را محدود کنید تا از حفظ فاصله مشخصی بین سر جوش و پایه اطمینان حاصل شود.