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Ultraschall Grundlagen

Technologie

Beim Schweißen wird das Schweißgut erhitzt, plastifiziert, unter Druck verbunden und abgekühlt. Es gibt eine Vielfalt von unterschiedlichen Schweißverfahren, die sich im Wesentlichen nur durch die Art der Wärmeerzeugung unterscheiden.

Beim Ultraschallverfahren werden die von einem Ultraschall-Generator erzeugten elektrischen Schwingungen durch den Ultraschall-Wandler (Konverter) in mechanische Schwingungen gleicher Frequenz umgewandelt und über ein Transformationszwischenstück (Booster) und über die Sonotrode (Schweißwerkzeug) dem Schweißgut zugeleitet. Dabei arbeiten der Generator und das sog. Schwinggebilde in Resonanz. Durch die Reflexion der mechanischen Schwingungen an der schallabstrahlenden Endfläche der Sonotrode bildet sich eine stehende Welle aus, die Energie in das Schweißgut überträgt.

Die den Werkstücken unter einem bestimmten Anpressdruck zugeleiteten mechanischen Schwingungen werden absorbiert und an der Grenzfläche reflektiert. Durch die daraus entstehende Molekular- und Grenzflächenreibung entsteht Wärme. Der Kunststoff beginnt zu erweichen und es bildet sich im Bereich der Fügezone aufgrund der plastifizierten und stark dämpfenden Kunststoffschicht eine Schallsperre, die zu einer sehr intensiven Aufschmelzung des Kunststoffs führt, d.h. die Reaktion beschleunigt sich von selbst, da ein steigender Anteil der Schwingungsenergie in Wärme umgesetzt wird.

Es findet also ein Verschweißen durch innere Reibung statt. Nach einer bestimmten Halte- bzw. Abkühlzeit unter Beibehaltung der Anpresskraft ist die Schweißverbindung geschaffen.

Ultraschallschweißmaschinen

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