Ultraheli keevitamine on tööstuslik tehnika, mille abil kõrgsageduslikud akustilised ultrahelivibratsioonid rakendatakse kohapeal toorikutele, mida hoitakse rõhu all koos, et moodustada tahkes olekus keevisõmblus. Seda kasutatakse tavaliselt plastide ja metallide ning eriti erinevate materjalide ühendamiseks. Ultraheli keevitamisel , pole materjalide omavaheliseks sidumiseks vajalikke polte, naelu, jootmismaterjale ega liime.Metallidele rakendamisel on selle meetodi silmapaistvaks tunnuseks see, et temperatuur püsib kõvasti alla kaasatud materjalide sulamistemperatuuri, hoides sellega ära soovimatu omadused, mis võivad tuleneda materjalide kokkupuutest kõrgel temperatuuril.
Jäikade plastide ultraheli keevitamise praktiline rakendamine viidi lõpule 1960. aastatel. Sel hetkel sai keevitada ainult kõva plasti. Jäikade termoplastsete osade keevitamise ultraheli meetodi patent anti Robert Soloffile ja Seymour Linsley'le 1965. aastal. Sonics & Materials Inc. asutaja Soloff oli Branson Instruments labori juhataja, kus keevitati kottidesse ja torudesse õhukesed plastkiled. ultraheliuuringute abil. Ta liigutas sondit tahtmatult plastlindi jaoturi lähedale ja jaoturi pooled keevitati kokku. Ta mõistis, et sondi ei pea osa ümber käsitsi liigutama, vaid ultraheli energia võib liikuda läbi jäiga plasti ja selle ümber ning keevitada terve liigese. Ta töötas välja esimese ultrahelipressi. Selle uue tehnoloogia esmakordne rakendamine oli mänguasjatööstuses.
Esimene täielikult plastist valmistatud auto monteeriti ultraheli keevitamise teel 1969. aastal. Ehkki plastist autod ei haakunud, tegi ultraheli keevitamine siiski seda. Autotööstus on seda regulaarselt kasutanud alates 1980. aastatest. Nüüd kasutatakse seda paljudes rakendustes.
Keerukate survevaluvormidega termoplastiliste osade ühendamiseks saab ultraheli keevitusseadmeid hõlpsasti kohandada vastavalt keevitatavate osade täpsele spetsifikatsioonile. Osad asetatakse muunduriga ühendatud fikseeritud kujuga pesa ( alasi ) ja sonotroodi (sarve) vahele ning tekitatakse ~ 20 kHz madala amplituudiga akustiline vibratsioon. (Märkus. Termoplastide ultraheli keevitamisel kasutatavad tavalised sagedused on 15 kHz, 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz ja 70 kHz). Plastide keevitamisel on kahe detaili liides spetsiaalselt ette nähtud sulamisprotsessi kontsentreerimiseks. Ühel materjalil on tavaliselt tembitud või ümardatud energiajuht, mis puutub kokku teise plastosaga. Ultraheli energia sulatab osade vahelise kontakti, luues liigese. See protsess on hea automatiseeritud alternatiiv liimile , kruvidele või klõpsatusele . Tavaliselt kasutatakse seda väikeste osadega (nt mobiiltelefonid, tarbeelektroonika, ühekordselt kasutatavad meditsiinilised tööriistad, mänguasjad jne), kuid seda saab kasutada nii suurtes osades kui väike autoinstrumentide klaster. Ultraheli saab kasutada ka metallide keevitamiseks, kuid need piirduvad tavaliselt õhukeste, tempermalmist metallide, nt alumiiniumi, vase ja nikli väikeste keevisõmblustega. Ultraheli ei kasutataks vajaliku võimsustaseme tõttu auto šassii või jalgrattaosade keevitamisel .
Termoplastide ultraheli keevitamine põhjustab plasti lokaalset sulamist tänu vibratsioonienergia neeldumisele piki keevitatavat liigendit. Metallides toimub keevitamine pinnaoksiidide kõrgsurve hajutamise ja materjalide kohaliku liikumise tõttu. Kuigi seal toimub kuumutamine, ei piisa ainult põhimaterjalide sulatamiseks.
Ultraheli keevitamist saab kasutada nii kõvade kui ka pehmete plastide, näiteks poolkristallide ja metallide jaoks. Ultraheli keevitamise mõistmine on uuringute ja katsete abil kasvanud. Keerukamate ja odavamate seadmete leiutamine ning suurenenud nõudlus plast- ja elektroonikakomponentide järele on viinud järjest olulisemate teadmisteni põhiprotsessist. Kuid ultraheli keevitamise paljud aspektid vajavad veel põhjalikumat uurimist, näiteks keevisõmbluse kvaliteedi seostamine töötlemise parameetritega. Ultraheli keevitamine on jätkuvalt kiiresti arenev valdkond.
Kaiserslauterni ülikooli materjaliteaduse ja tehnika instituudi (WKK) teadlastel on Saksamaa teadusfondi ( Deutsche Forschungsgemeinschaft ) toel õnnestunud tõestada, et ultraheli keevitusprotsesside kasutamine võib põhjustada kergete metallide ja süsiniku vahel väga vastupidavaid sidemeid -kiudtugevdatud polümeerist (CFRP) lehed.
Ultraheli keevitamise eelised on see, et see on palju kiirem kui tavalised liimid või lahustid. Kuivamisaeg on väga kiire ja tükid ei pea püsima pikka aega kinnitusdetailides, kuni vuuk kuivab või kõveneb. Keevitamist saab hõlpsalt automatiseerida, muutes puhtad ja täpsed vuugid; keevisõmbluse koht on väga puhas ja nõuab harva lisatöid. Madal termiline mõju materjalidele võimaldab keevitada suuremat hulka materjale.
