अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग एक औद्योगिक तकनीक है जिसके तहत उच्च-आवृत्ति वाले अल्ट्रासोनिक ध्वनिक कंपन स्थानीय स्तर पर वेल्ड बनाने के लिए दबाव में एक साथ पकड़े जाने वाले वर्कपीस पर लागू होते हैं। इसका उपयोग आमतौर पर प्लास्टिक और धातुओं के लिए किया जाता है, और विशेष रूप से डिस्मिलर सामग्री में शामिल होने के लिए। अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के लिए , कोई संयोजक बोल्ट, नाखून, टांका लगाने की सामग्री, या चिपकने वाली सामग्री को एक साथ बांधने के लिए आवश्यक नहीं हैं। जब धातुओं पर लागू किया जाता है, तो इस विधि की एक उल्लेखनीय विशेषता यह है कि इसमें शामिल सामग्रियों के पिघलने बिंदु के नीचे तापमान अच्छी तरह से रहता है। गुण जो सामग्री के उच्च तापमान जोखिम से उत्पन्न हो सकते हैं।
कठोर प्लास्टिक के लिए अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का व्यावहारिक अनुप्रयोग 1960 के दशक में पूरा हुआ था। इस बिंदु पर केवल कठिन प्लास्टिक को वेल्डेड किया जा सकता था। कठोर थर्माप्लास्टिक भागों को वेल्डिंग के लिए अल्ट्रासोनिक विधि के लिए पेटेंट 1965 में रॉबर्ट सोलॉफ और सीमोर लिंसले को प्रदान किया गया था। सोनिक्स एंड मैटेरियल्स इंक के संस्थापक सोलॉफ, ब्रैनसन इंस्ट्रूमेंट्स में एक लैब मैनेजर थे जहां पतली प्लास्टिक की फिल्मों को बैग और ट्यूब में वेल्डेड किया गया था। अल्ट्रासोनिक जांच का उपयोग करना। उन्होंने अनजाने में जांच को एक प्लास्टिक टेप डिस्पेंसर के करीब ले जाया और डिस्पेंसर के हिस्सों को एक साथ वेल्डेड कर दिया। उन्होंने महसूस किया कि जांच को मैन्युअल रूप से भाग के चारों ओर ले जाने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन अल्ट्रासोनिक ऊर्जा कठोर प्लास्टिक के माध्यम से और पूरे संयुक्त में यात्रा कर सकती है। उन्होंने पहला अल्ट्रासोनिक प्रेस विकसित किया। इस नई तकनीक का पहला अनुप्रयोग खिलौना उद्योग में था।
1969 में अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का उपयोग करके प्लास्टिक से पूरी तरह से बनी पहली कार को इकट्ठा किया गया था। भले ही प्लास्टिक की कारों पर पकड़ नहीं थी, अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग ने किया। मोटर वाहन उद्योग ने 1980 के दशक से नियमित रूप से इसका उपयोग किया है। यह अब अनुप्रयोगों की एक भीड़ के लिए प्रयोग किया जाता है।
जटिल इंजेक्शन ढाला थर्माप्लास्टिक भागों में शामिल होने के लिए , अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग उपकरण आसानी से अनुकूलित किए जा सकते हैं भागों के सटीक विनिर्देशों को वेल्डेड किया जा सकता है। भागों को एक निश्चित आकार के घोंसले ( निहाई ) और एक ट्रांसड्यूसर से जुड़े एक सोनोट्रोड (सींग) के बीच सैंडविच किया जाता है, और एक ~ 20 kHz कम-आयाम ध्वनिक कंपन उत्सर्जित होता है। (नोट: थर्माप्लास्टिक की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग में उपयोग की जाने वाली सामान्य आवृत्तियाँ 15 kHz, 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz, 40 kHz और 70 kHz) हैं। प्लास्टिक को वेल्डिंग करते समय, दो भागों के इंटरफेस को विशेष रूप से पिघलने की प्रक्रिया को केंद्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। सामग्रियों में से एक में आमतौर पर एक नुकीला या गोल ऊर्जा निर्देशक होता है जो दूसरे प्लास्टिक भाग से संपर्क करता है। अल्ट्रासोनिक ऊर्जा भागों के बीच बिंदु संपर्क को पिघला देता है, एक संयुक्त बनाता है। यह प्रक्रिया गोंद , शिकंजा या स्नैप-फिट डिज़ाइन के लिए एक अच्छा स्वचालित विकल्प है । यह आमतौर पर छोटे भागों (जैसे सेल फोन, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, डिस्पोजेबल चिकित्सा उपकरण, खिलौने, आदि) के साथ प्रयोग किया जाता है, लेकिन इसका उपयोग छोटे मोटर वाहन इंस्ट्रूमेंट क्लस्टर के रूप में बड़े हिस्से पर किया जा सकता है। धातुओं को वेल्ड करने के लिए अल्ट्रासोनिक्स का भी उपयोग किया जा सकता है, लेकिन आम तौर पर पतली, निंदनीय धातुओं, जैसे एल्यूमीनियम, तांबा, निकल के छोटे वेल्ड तक सीमित हैं। बिजली के स्तर की आवश्यकता के कारण, ऑटोमोबाइल के चेसिस को या साइकिल के वेल्डिंग टुकड़ों में वेल्डिंग करने के लिए अल्ट्रासोनिक्स का उपयोग नहीं किया जाएगा ।
थर्मोप्लास्टिक्स की अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग प्लास्टिक के स्थानीय पिघलने का कारण बनता है, जो संयुक्त होने के साथ कंपन ऊर्जा के अवशोषण के कारण होता है। धातुओं में, सतह के आक्साइड और सामग्री की स्थानीय गति के उच्च दबाव फैलाव के कारण वेल्डिंग होता है। हालांकि हीटिंग है, यह आधार सामग्री को पिघलाने के लिए पर्याप्त नहीं है।
अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग का उपयोग हार्ड और सॉफ्ट प्लास्टिक दोनों के लिए किया जा सकता है, जैसे अर्ध-क्रिस्टलीय प्लास्टिक और धातु। अनुसंधान और परीक्षण के साथ अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग की समझ बढ़ी है। अधिक परिष्कृत और सस्ते उपकरणों के आविष्कार और प्लास्टिक और इलेक्ट्रॉनिक घटकों की बढ़ती मांग के कारण मौलिक प्रक्रिया का ज्ञान बढ़ गया है। हालांकि, अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के कई पहलुओं को अभी भी अधिक अध्ययन की आवश्यकता है, जैसे कि मापदंडों को संसाधित करने के लिए वेल्ड गुणवत्ता से संबंधित। अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग एक तेजी से विकासशील क्षेत्र बना हुआ है।
जर्मन रिसर्च फाउंडेशन ( Deutsche Forschungsgemeinschaft ) के समर्थन के साथ, कैसरस्लॉटर्न विश्वविद्यालय के सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग संस्थान (WKK) के वैज्ञानिकों ने यह साबित करने में कामयाबी हासिल की है कि इलेक्ट्रॉनिक वेल्डिंग प्रक्रियाओं का उपयोग करने से प्रकाश धातुओं और कार्बन के बीच अत्यधिक टिकाऊ बांड हो सकते हैं। -फाइबर-प्रबलित बहुलक (सीएफआरपी) शीट्स।
अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के लाभ यह है कि यह पारंपरिक चिपकने या सॉल्वैंट्स की तुलना में बहुत तेज है। सुखाने का समय बहुत जल्दी है, और टुकड़ों को लंबे समय तक एक स्थिरता में रहने की आवश्यकता नहीं है, जो संयुक्त के सूखने या ठीक होने की प्रतीक्षा कर रहा है। वेल्डिंग को आसानी से स्वचालित किया जा सकता है, जिससे स्वच्छ और सटीक जोड़ बन सकते हैं; वेल्ड की साइट बहुत साफ है और शायद ही कभी किसी टच-अप कार्य की आवश्यकता होती है। शामिल सामग्रियों पर कम तापीय प्रभाव एक साथ वेल्डेड होने के लिए अधिक से अधिक सामग्री को सक्षम बनाता है।
