Ultraschallschweißen


Pressschweißen mit einer hochfrequent mit einer Frequenz von 20kHz bis 60kHz und einer Amplitude von 10µm bis 30µm schwingenden Sonotrode

Ultraschallschweißen von dünnen Kupferfolien auf der Messe Schweißen & Schneiden in Essen, 2005
Ultraschallschweißen von dünnen Kupferfolien auf der Messe Schweißen & Schneiden in Essen, 2005 (© NearEMPTiness, CC BY-SA 3.0)

Das Ultraschallschweißen (Referenznummer 41 nach DIN EN ISO 4063, Ultrasonic Welding, USW) von Metallen und Kunststoffen ist eine besondere Variante des Linearreibschweißens oder Vibrations­schweißens.

   

Hierbei wird die Reibung zwischen den Fügepartnern durch ein hochfrequent schwingendes Werkzeug induziert, der sogenannten Sonotrode. Diese wird durch ein piezoelektrisches System aus Aktoren und Verstärkern im Bereich von 20kHz bis 60kHz mit einer Amplitude von wenigen Mikrometern angeregt (10µm bis 30µm). In Kombination mit einem vergleichsweise geringen Anpressdruck erwärmt sich die Fügestelle und verschweißt.

  
Durch die große Leistungsdichte sind Taktzeiten von weniger als einer Sekunde möglich. Mit dem Ultraschallschweißverfahren kann eine große Anzahl an Werkstoffen und Werkstoffkombinationen verschweißt werden.
 
Die Sonotrode bewegt sich beim Ultraschallschweißen von Metallen längs zur Fügestelle (in ihrer Achse) und nicht senkrecht wie beim Ultraschallschweißen von Kunststoffen, d.h. sie schwingt bei horizontal eingespannten Werkstücken  vor und zurück statt hoch und runter.[1]

   

Einzelnachweise

  1. Hans Christian Schmidt: Ein Beitrag zum stoffschlüssigen Fügen durch plastische Deformation: partielles Kaltpressschweißen durch inkrementelles Walzen. Dissertation zur Erlangung des Dr.-Ing. an Universität Paderborn, 10. Dezember 2018. Unter der Creative Commons Lizenz vom Typ „Namensnennung - Nichtkommerziell-Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International“ (CC BY-NC-SA 4.0) verfügbar, auch als On-line Version der UB Paderborn abrufbar.

Lizenz

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