في الكوميديا الموسيقية عام 1982"؛ Victor Victoria"؛ غنت جولي أندروز شهرة عالية في نهاية عرض ملهى باريس لشخصيتها. رفعت الأوراق النقدية ، وتحطمت أكواب الشمبانيا في الغرفة بأكملها. هذا توضيح جيد لكيفية فصل النغمات العالية أو الترددات العالية عن المواد. لكن هل تعلم أنه يمكنك استخدام صوت عالي التردد لربط المواد معًا؟ تُستخدم تقنية اللحام بالموجات فوق الصوتية لتجميع المنتجات في العديد من الصناعات - من المعدات الطبية إلى الأحذية الرياضية إلى السيارات.
بشكل عام ، يمكنك استخدام أدوات تثبيت مثل المسامير أو البراغي أو الخيوط لربط المادة. هذا ينطبق على المعادن والخشب والنسيج والبلاستيك. بالنسبة للعديد من المواد البلاستيكية ، يتم استخدام الغراء. يشكل الغراء رابطة كيميائية بين الغراء نفسه وسطح المادة البلاستيكية الملتصقة. يمكن تجميع المعادن معًا عن طريق تسخين معادن أخرى مثل المواد اللاصقة ، مثل لحام الرصاص في التوصيلات الكهربائية. بدلاً من ذلك ، يمكن صهر المعادن مباشرة (ملحومة) معًا ؛ بمجرد أن يبرد سطح المعدن المنصهر ، سوف تترابط المعادن معًا. يتطلب اللحام عادةً شعلة أو شعلة مكشوفة للوصول إلى درجات الحرارة العالية المطلوبة لإذابة الأسطح المعدنية معًا. لذلك ، بالنسبة لبعض مهام التصنيع ، قد تكون هذه عملية مكلفة.
يمكن وصف العملية الأساسية للحام بالموجات فوق الصوتية من خلال الخطوات التالية:
1. يتم وضع الجزء المراد لحامه في سندان أو أداة تثبيت.
2. البوق ملامس للجزء المراد لحامه.
3. قم بالضغط للحفاظ على رأس اللحام على اتصال مع مادة اللحام وثبتها معًا.
4. يصدر البوق اهتزازات فوق صوتية لتسخين المادة. يتحرك الاهتزاز لأعلى ولأسفل أو لليسار ولليمين بأقل من ملليمتر واحد.
5. هذه المواد ملحومة معًا.
6. سوف تتراجع الأبواق ويمكن إزالة مادة اللحام من السندان.
يتم التحكم في وقت اللحام والضغط المطبق ودرجة الحرارة بواسطة الكمبيوتر أو المعالج الدقيق في معدات اللحام. ما يحدث بالفعل أثناء اللحام يعتمد على طبيعة المادة. في المعدن ، ينتقل الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية بالتوازي مع مستوى المادة. ترفع حرارة الاحتكاك درجة حرارة سطح المعدن إلى حوالي ثلث درجة حرارة الانصهار ، لكنها لا تذوب المعدن. بدلاً من ذلك ، تزيل الحرارة أكاسيد المعادن والأغشية الرقيقة من السطح. يسمح هذا لذرات المعدن بالتحرك بين السطحين وتشكيل روابط تربط المعدن معًا.
في حالة البلاستيك ، يكون الاهتزاز عموديًا على سطح المادة ، وترفع الحرارة الاحتكاكية درجة الحرارة الكافية لإذابة البلاستيك. تختلط جزيئات البلاستيك معًا وتشكل روابط. بعد التبريد ، يتم لحام الأسطح البلاستيكية معًا. يمكن أن يختلف وقت اللحام ، ولكن يمكن تشكيل اللحام في أقل من 0.25 ثانية.
تشمل العوامل المؤثرة في اللحام بالموجات فوق الصوتية تردد الموجة الصوتية (عادةً 20 أو 30 أو 40 كيلو هرتز) ، والضغط لتماسك المادة معًا ، ووقت تطبيق الموجات فوق الصوتية (جزء من الثانية أو حتى أكثر من ثانية).
بالمقارنة مع الطرق التقليدية ، فإن اللحام بالموجات فوق الصوتية له العديد من المزايا. أولاً ، مقارنة بالطرق الأخرى ، يتم إجراء اللحام في درجات حرارة منخفضة. لذلك ، لا يحتاج المصنعون إلى إنفاق الكثير من الوقود أو الطاقة الأخرى للوصول إلى درجات حرارة عالية. هذا يجعل العملية أرخص. كما أنه أسرع وأكثر أمانًا.
لا يتطلب اللحام بالموجات فوق الصوتية وقودًا قابلًا للاشتعال ولهبًا مكشوفًا ، لذا فهي عملية أكثر أمانًا مقارنة بطرق اللحام الأخرى. يجب ألا يتلامس العمال مع الغازات القابلة للاشتعال أو المذيبات السامة. في المنتجات الإلكترونية ، عادةً ما يتم توصيل الأسلاك النحاسية بملامسات كهربائية على لوحة الدائرة من خلال اللحام. يمكن أن يؤدي استخدام اللحام بالموجات فوق الصوتية إلى إنجاز نفس المهمة في وقت قصير دون تعريض العمال لأبخرة لحام الرصاص السالب. على الرغم من أن التعرض للأصوات عالية التردد قد يضر بسماع العمال ، إلا أنه يمكن تقليل هذا الخطر المحتمل بسهولة عن طريق وضع آلة اللحام بالموجات فوق الصوتية في صندوق أمان أو قفص و / أو استخدام غطاء للأذنين.
أخيرًا ، يعد اللحام بالموجات فوق الصوتية قويًا ومتينًا مثل اللحام التقليدي لنفس المادة - وهذا مجرد أحد أسباب استخدام هذه الطريقة في تصنيع السيارات. من أجل جعل السيارات أخف وزنا وأكثر كفاءة في استهلاك الوقود ، يستخدم صانعو السيارات الألمنيوم باعتباره المعدن الرئيسي للجسم. بالمقارنة مع اللحام التقليدي ، يمكن استخدام اللحام بالموجات فوق الصوتية لربط المعادن في وقت أقصر وفي درجة حرارة منخفضة.
