Mae weldio ultrasonic yn dechneg ddiwydiannol lle mae dirgryniadau acwstig ultrasonic amledd uchel yn cael eu gosod yn lleol ar weithleoedd sy'n cael eu dal gyda'i gilydd dan bwysau i greu weldio cyflwr solid. Fe'i defnyddir yn gyffredin ar gyfer plastigau a metelau, ac yn arbennig ar gyfer ymuno â deunyddiau annhebyg. Mewn weldio ultrasonic , nid oes unrhyw folltau cysylltiol, ewinedd, deunyddiau sodro, na gludyddion sy'n angenrheidiol i rwymo'r deunyddiau at ei gilydd. Pan gânt eu rhoi ar fetelau, un o nodweddion nodedig y dull hwn yw bod y tymheredd yn aros ymhell islaw pwynt toddi'r deunyddiau dan sylw, gan atal unrhyw ddiangen. priodweddau a all ddeillio o amlygiad tymheredd uchel i'r deunyddiau.
Cwblhawyd cymhwysiad ymarferol weldio ultrasonic ar gyfer plastigau anhyblyg yn y 1960au. Ar y pwynt hwn dim ond plastig caled y gellid ei weldio. Dyfarnwyd y patent ar gyfer y dull ultrasonic ar gyfer weldio rhannau thermoplastig anhyblyg i Robert Soloff a Seymour Linsley ym 1965. Roedd Soloff, sylfaenydd Sonics & Materials Inc., yn rheolwr labordy yn Branson Instruments lle cafodd ffilmiau plastig tenau eu weldio mewn bagiau a thiwbiau. gan ddefnyddio stilwyr ultrasonic. Symudodd y stiliwr yn anfwriadol yn agos at beiriant tâp plastig a hanner y dosbarthwr wedi'i weldio gyda'i gilydd. Sylweddolodd nad oedd angen symud y stiliwr â llaw o amgylch y rhan ond y gallai'r egni ultrasonic deithio trwy ac o amgylch plastigau anhyblyg a weldio cymal cyfan. Aeth ymlaen i ddatblygu'r wasg ultrasonic gyntaf. Roedd cymhwysiad cyntaf y dechnoleg newydd hon yn y diwydiant teganau.
Cafodd y car cyntaf a wnaed yn gyfan gwbl allan o blastig ei ymgynnull gan ddefnyddio weldio ultrasonic ym 1969. Er nad oedd ceir plastig yn dal ymlaen, gwnaeth weldio ultrasonic. Mae'r diwydiant moduro wedi ei ddefnyddio'n rheolaidd ers yr 1980au. Fe'i defnyddir bellach ar gyfer llu o gymwysiadau.
Ar gyfer ymuno â rhannau thermoplastig mowldio chwistrelliad cymhleth , gellir addasu offer weldio ultrasonic yn hawdd i gyd-fynd ag union fanylebau'r rhannau sy'n cael eu weldio. Mae'r rhannau wedi'u rhyngosod rhwng nyth siâp sefydlog ( anvil ) a sonotrode (corn) wedi'i gysylltu â transducer, ac mae dirgryniad acwstig osgled isel ~ 20 kHz yn cael ei ollwng. (Sylwer: Yr amleddau cyffredin a ddefnyddir wrth weldio thermoplastigion yn ultrasonic yw 15 kHz, 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz a 70 kHz). Wrth weldio plastigau, mae rhyngwyneb y ddwy ran wedi'i gynllunio'n arbennig i ganolbwyntio'r broses doddi. Fel rheol mae gan un o'r deunyddiau gyfarwyddwr ynni pigog neu grwn sy'n cysylltu â'r ail ran blastig. Mae'r egni ultrasonic yn toddi'r cyswllt pwynt rhwng y rhannau, gan greu cymal. Mae'r broses hon yn ddewis arall awtomataidd da yn lle glud , sgriwiau neu ddyluniadau snap-fit . Fe'i defnyddir yn nodweddiadol gyda rhannau bach (ee ffonau symudol, electroneg defnyddwyr, offer meddygol tafladwy, teganau, ac ati) ond gellir ei ddefnyddio ar rannau mor fawr â chlwstwr offer modurol bach. Gellir defnyddio ultrasonics hefyd i weldio metelau, ond yn nodweddiadol maent wedi'u cyfyngu i weldiadau bach o fetelau tenau, hydrin, ee alwminiwm, copr, nicel. Ni fyddai ultrasonics yn cael ei ddefnyddio i weldio siasi car neu mewn weldio darnau o feic gyda'i gilydd, oherwydd y lefelau pŵer sy'n ofynnol.
Mae weldio uwchsonig thermoplastigion yn achosi i'r plastig doddi'n lleol oherwydd amsugno egni dirgrynol ar hyd y cymal i gael ei weldio. Mewn metelau, mae weldio yn digwydd oherwydd gwasgariad pwysedd uchel ocsidau arwyneb a symudiad lleol y deunyddiau. Er bod gwresogi, nid yw'n ddigon i doddi'r deunyddiau sylfaen.
Gellir defnyddio weldio ultrasonic ar gyfer plastigau caled a meddal, fel plastigau hanner- crisialog, a metelau. Mae'r ddealltwriaeth o weldio ultrasonic wedi cynyddu gydag ymchwil a phrofi. Mae dyfeisio offer mwy soffistigedig a rhad a galw cynyddol am gydrannau plastig ac electronig wedi arwain at wybodaeth gynyddol o'r broses sylfaenol. Fodd bynnag, mae angen mwy o astudio o hyd ar lawer o agweddau ar weldio ultrasonic, megis cysylltu ansawdd weldio â pharamedrau prosesu. Mae weldio ultrasonic yn parhau i fod yn faes sy'n datblygu'n gyflym.
Mae gwyddonwyr o Sefydliad Gwyddor Deunyddiau a Pheirianneg (WKK) Prifysgol Kaiserslautern, gyda chefnogaeth Sefydliad Ymchwil yr Almaen ( Deutsche Forschungsgemeinschaft ), wedi llwyddo i brofi y gall defnyddio prosesau weldio ultrasonic arwain at fondiau gwydn iawn rhwng metelau ysgafn a Charbon. taflenni polymer wedi'u hatgyfnerthu â ffibr (CFRP).
Manteision weldio ultrasonic yw ei fod yn llawer cyflymach na gludyddion neu doddyddion confensiynol. Mae'r amser sychu yn gyflym iawn, ac nid oes angen i'r darnau aros mewn gêm am gyfnodau hir yn aros i'r cymal sychu neu wella. Gellir awtomeiddio'r weldio yn hawdd, gan wneud cymalau glân a manwl gywir; mae safle'r weld yn lân iawn ac anaml y bydd angen unrhyw waith cyffwrdd arno. Mae'r effaith thermol isel ar y deunyddiau dan sylw yn galluogi weldio mwy o ddeunyddiau gyda'i gilydd.
