Aastal 1982 muusikaline komöödia "Victor Victoria", Julie Andrews laulis kõrge profiili lõpus tema iseloomu Pariisi kabaree show. Ta hoidis märkmeid üleval ja šampanjaklaasid kogu toas purunesid. See on hea näide sellest, kuidas kõrge pigi või kõrgsageduslik kõlab eraldi materjale. Aga kas teadsite, et saate kasutada kõrgsageduslik heli siduda materjale koos? Ultraheli keevitustehnoloogiat kasutatakse toodete kokkupanemiseks paljudes tööstusharudes-meditsiinivarustusest spordijalatsiteni autodeni.
Üldiselt saate materjali sidumiseks kasutada kinnitusdetaile, nagu küüned, kruvid või niidid. See kehtib metalli, puidu, kanga ja plasti kohta. Paljude plastide puhul kasutatakse liimi. Liim moodustab keemilise sideme liimi enda ja liimitud plastmaterjali pinna vahel. Metalle saab hoida koos, kuumutades muid metalle liimidena, näiteks elektriühendustes jootmist. Teise võimalusena võib metalle otse sulatada (keevitada) koos; kui sulametalli pind jahtub, siis metallid ühtivad. Keevitamine nõuab tavaliselt lahtist tuld või tõrvikut, et saavutada metallpindade kokkusulamiseks vajalik kõrge temperatuur. Seetõttu võib mõne tootmisülesande puhul olla kulukas protsess.
Ultraheli keevituse põhiprotsessi saab kirjeldada järgmiste sammudega:
1. Keevitatav osa asetatakse alasi või inventari.
2. Sarv puutub kokku keevitatava osaga.
3. Rakenda ge survet, et keevituspea puutuks kokku keevitusmaterjaliga ja hoiaks seda koos.
4. Sarv kiirgab ultraheli vibratsiooni materjali kuumutamiseks. Vibratsioon liigub üles ja alla või vasakule ja paremale vähem kui ühe millimeetri võrra.
5. Need materjalid on keevitatud koos.
6. Sarved tõmbuvad tagasi ja keevitusmaterjali saab alasi eemaldada.
Keevitusaega, rakendatud rõhku ja temperatuuri kontrollib keevitusseadmetes arvuti või mikroprotsessor. Mis tegelikult juhtub keevitamisel sõltub materjali iseloomust. Metallis edastatakse ultraheli vibratsioon paralleelselt materjali tasapinnaga. Hõõrdesoojus tõstab metallpinna temperatuuri umbes kolmandikuni sulamistemperatuurist, kuid ei sula metalli. Selle asemel eemaldab soojus pinnalt metalloksiide ja õhukesi kilesid. See võimaldab metalliaatomitel liikuda kahe pinna vahel ja moodustada sidemeid, mis hoiavad metalli koos.
Plasti puhul on vibratsioon materjali tasapinnaga risti ja hõõrdesoojus tõstab temperatuuri, mis on piisavalt piisav plasti sulamiseks. Plastmolekulid segunevad kokku ja moodustavad sidemeid. Pärast jahutamist keevitatakse plastpinnad kokku. Keevitusaeg võib varieeruda, kuid keevitus võib moodustuda nii vähe kui 0,25 sekundit.
Ultraheli keevituse mõjutavad tegurid hõlmavad helilaine sagedust (tavaliselt 20, 30 või 40 kHz), rõhku hoida materjali koos ja ultraheli laine rakendamise aega (sekundi murdosa või isegi rohkem sekundis).
Võrreldes traditsiooniliste meetoditega on ultraheli keevitamisel palju eeliseid. Esiteks, võrreldes teiste meetoditega, keevitus toimub madalatel temperatuuridel. Seetõttu ei pea tootjad kõrgetemperatuurini jõudmiseks kulutama palju kütust või muud energiat. See muudab protsessi odavamaks. Samuti on kiirem ja ohutum.
Ultraheli keevitamine ei nõua tuleohtlikku kütust ja lahtisi leeke, seega on see teiste keevitusmeetoditega võrreldes ohutum protsess. Töötajad ei tohi puutuda kokku tuleohtlike gaaside või mürgiste lahustitega. Elektroonikatoodetes ühendatakse vaskjuhtmed tavaliselt elektrikontaktidega trükkplaadil läbi joodise. Ultraheli keevituse kasutamine võib täita sama ülesande lühikese aja jooksul, ilma et töötajad paljastaksid negatiivse plii jootmise aurudele. Kuigi kokkupuude kõrgsageduslike helidega võib kahjustada töötajate kuulmist, saab seda potentsiaalset ohtu kergesti vähendada, asetades ultraheli keevitusmasina ohutuskasti või puuri ja/või kasutades kõrvaklappi.
Lõpuks, ultraheli keevitus on sama tugev ja vastupidav kui tavaline keevitamine sama materjali-see on vaid üks põhjusi, miks seda meetodit kasutatakse auto tootmine. Selleks, et muuta autod kergemaks ja kütusesäästlikumaks, autotootjad kasutavad alumiiniumi peamine kehametall. Võrreldes traditsioonilise keevitus, ultraheli keevitus saab siduda metallide lühema aja jooksul ja madalamal temperatuuril.
