Hàn không phải là kỹ thuật mới, công nghệ siêu âm cũng đã được khai thác và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhưng hàn siêu âm lại là hướng đi mới, chúng mang đến nhiều lợi ích hơn cho con người trong cả hoạt động sản xuất và bảo vệ môi trường.
Hàn siêu âm là kỹ thuật hàn các vật liệu mà không dẫn cần sự nóng chảy, vật liệu vẫn ở trong trạng thái rắn. Điều này được thực hiện nhờ các dao động tần số (sóng siêu âm) khi chúng được truyền đến các bộ phận, dẫn đến hiện tượng trượt từ điểm này sang điểm khác tạo thành mỗi hàn. So với máy hàn truyền thống, máy hàn siêu âm giành lợi thế về thời gian khi quá trình hàn chỉ diễn ra trong thời gian từ 0.1 đến 1s.
Nguyên lý hoạt động của máy hàn siêu âm
Máy hàn siêu âm sử dụng năng lượng siêu âm ở tần số 20 đến 40kHz để tạo ra dao động cơ học biên độ từ 1 đến 25μm, các dao động này tạo ra nhiệt ngay tại điểm cần hàn, tạo thành mối hàn sau khi làm nguội. Trong khoảng thời gian 1 phút, máy hàn siêu âm có thể hàn 60 bộ phận. Ngoài hàn, năng lượng siêu âm cũng được sử dụng cho các quá trình như chèn các bộ phận kim loại vào nhựa hoặc cải tạo các bộ phận nhựa nhiệt dẻo để buộc chặt các bộ phận được làm từ các vật liệu khác nhau về mặt cơ học. Hàn siêu âm được sử dụng trong hầu hết các ngành công nghiệp chính như ô tô, điện tử, thiết bị, y tế, bao bì, ...
Nguyên lý hoạt động của máy hàn siêu âm
So sánh máy hàn siêu âm với máy hàn khác
Sự ra đời của máy hàn siêu âm khiến những ngoài hoạt động trong lĩnh vực hàn đặt ra câu hỏi: Giữa hàn siêu âm và hàn thông thường có sự khác biệt gì? Thực tế, máy hàn siêu âm có nhiều lợi thế hơn so với hàn thông thường. Cụ thể như sau:|
Đặc điểm |
Hàn hàn quang | Hàn khí |
Hàn siêu âm |
| Nguyên lý hoạt động | Sử dụng hồ quang điện để tạo ra nhiệt, làm nóng chảy vật liệu | Sử dụng lửa oxy-axetylen để hàn kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao và lửa oxy-hydro để hàn kim loại có nhiệt độ nóng chả thấp hơn | Sử dụng dao động siêu âm tần số cao để hàn các vật liệu có chất liệu tương tự hoặc khác nhau như hàn kim loại với phi kim, hàn chất dẻo, hàn xương,… |
| Ứng dụng | Sử dụng trong sản xuất thiết bị nông nghiệp, kết cấu théo, tàu, xe cộ | Sử dụng trong các nhà máy, công ty xây dựng | Sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau |
| Ưu điểm |
|
|
|
| Nhược điểm |
|
|
|
Các loại máy hàn siêu âm
Dựa vào tính ứng dụng thực tế, máy hàn siêu âm có thể được chia thành 3 loại chính gồm: Máy hàn nhựa siêu âm, máy hàn kim loại siêu âm và máy hàn vả siêu âm. Mỗi loại máy có những đặc điểm giống và khác nhau.Máy hàn nhựa siêu âm
Máy hàn nhựa siêu âm là thiết bị sử dụng sóng siêu âm tần số cao để hàn các vật liệu bằng nhựa. Sau quy trình hàn nhựa, các chi tiết nhựa được kết dính với nhau để tạo thành một sản phẩm hoàn chỉnh. Thiết bị hàn nhựa siêu âm không chỉ được sử dụng để nối các mảnh nhựa mà còn để sửa chữa các vết nứt .Máy hàn kim loại siêu âm
Tương tự như máy hàn nhựa siêu âm, máy hàn kim loại siêu âm cũng được ứng dụng trong các hoạt động kết nối, sửa chữa các vật liệu làm bằng kim loại dưới sự tác động của sóng siêu âm tần số cao. Sự xuất hiện của thiết bị hàn kim loại siêu âm mang đến nhiều lợi ích cho người dùng, cải thiện hiệu suất làm việc cũng như tiết kiệm chi phí vận hành.Máy hàn vải siêu âm
Máy hàn siêu âm được ứng dụng trong ngành sản xuất hàng may mặc như một kỹ thuật tiên tiến để nối các vật liệu tổng hợp và hỗn hợp để tạo ra các đường nối liên tục không thấm nước hoặc các điểm nối cục bộ. Máy hàn vải siêu âm được sử dụng để gắn kết các họa tiết cho hàng may mặc, đóng rắn và hàn kín chiều dài của ruy băng và dây đai, tạo hình các bộ phận kích thước nhỏ.
Các giai đoạn thực hiện của máy hàn siêu âm
Để thực hiện quá trình hàn siêu âm, công nhân cần thực hiện qua 4 giai đoạn:Giai đoạn 1:
- Hàn kim loại được đưa vào giữa một siêu âm thanh và một chiếc điện thoại đứng yên hoặc một chiếc xe chuyển động.
- Sừng đặt tiếp xúc với chất nền, ngay sau đó, áp lực được áp dụng và chuyển động bắt đầu. Sừng siêu âm có thể thay đổi kích thước theo yêu cầu thực tế. Kích thước tối đa là 24x4 cm nếu kaf hình chữ nhật và với đường kính 9cm nếu là hình tròn.
- Rung động cơ học ở tần số 20 đến 40 kHz truyền qua đế, tạo nhiệt ma sát, tụ tụ trên bề mặt kết nối
- Do lực ma sát, nhiệt độ sinh ra tan các điểm tiếp xúc trên bề mặt, làm cho vật liệu bị nóng chảy và kết nối với nhau
Giai đoạn 2: Chuyển đoạn cao tốc, chuyển vị trí hàn tăng và các bề mặt chi tiết được đáp ứng đầy đủ. Lưu ý rằng, nhiệt độ được tạo ra tại phân cách bề mặt, không được tạo ra từ các vật liệu bên ngoài, chúng tôi chỉ truyền đến các phương tiện truyền thông kết nối.
Giai đoạn 3: Khi sự nóng chảy ổn định, lớp dày lớp không thay đổi được duy trì trong mối hàn
Giai đoạn 4: Sự hoạt động chuyển đổi, chuyển đổi đến tối đa trạng thái. Sau một khoảng thời gian nhất định, mối hàn nguội và trở nên đặc sắc. Kết thúc quá trình hàn.
Cấu tạo chi tiết máy hàn siêu âm
Những điều cần lưu ý khi sử dụng máy hàn siêu âm
Các hoạt động của quy trình hàn siêu âm yêu cầu tích hợp nhiều mặt và đạt được kết quả hàn tốt sau khi khớp với phạm vi thích hợp. Đây là một trong những điều đặc biệt mà công nhân hàn cần lưu ý để thực hiện kỹ thuật một cách tốt nhất. Ngoài ra, người dùng máy sàn siêu âm cũng cần chú ý những điều sau:- Mức độ ổn định của khuôn và sừng siêu âm, chiều cao của mặt cắt ngang sản phẩm, chiều dày của sản phẩm, chiều sâu, cấu trúc vi mô của vật liệu nhựa, .. đều có ảnh hưởng đến kết quả hàn siêu âm. Lực không đều và năng lượng không ổn định sẽ tạo ra sự khác biệt về mối hàn. Do đó, việc tính toán kỹ thuật trước khi thực hiện là cần thiết.
- Trước khi thực hiện hàn, cần cài đặt công suất đầu ra, áp suất (áp suất động và áp suất tĩnh), thời gian hàn, thời gian đông cứng, thời gian trễ và các điều kiện khác của máy.
- Điểm nóng chảy của mỗi vật liệu nhựa là khác nhau, ví dụ, điểm nóng chảy của vật liệu nhựa ABS là khoảng 115 °C, PC là khoảng 145 °C trở lên và PE là khoảng 85 °C. Nếu không tìm được mức nhiệt tương ứng cho cả 2 vật liệu, quá trình hàn sẽ gặp khó khăn.
- Khi máy hàn siêu âm không thể đáp ứng nhu cầu hàn năng lượng cao hơn, theo ngân sách mà không làm tăng chi phí, nó chỉ có thể được hàn với thiết bị hiện có. Lúc này, nó thường được sử dụng để tách hàn, tăng công suất phát sóng siêu âm hoặc tăng thời gian hàn, áp suất và như vậy
- Hàn siêu âm là quá trình đưa dao động vào vùng hàn ở tần số siêu âm.Trong vùng hàn do có sự truyền ứng suất đàn hồi nên dễ phát sinh các vết nứt tế vi. Kim loại hàn càng kém dẻo thì vết nứt tế vi càng nhiều. Để giảm các vết nứt tế vi cần kẹp chắc vật hàn bằng các bàn kẹp có tấm đệm cao su và làm sạch sơ bộ ba via, ủ sơ bộ vật hàn nếu cần.
- Khi hàn dễ xảy ra hiện tượng tách các chi tiết hàn ra với nhau. Để khắc phục hiện tượng này, cần dùng bàn kẹp để kẹp chặt chi tiết ở vị trí hàn. Điều này có thể làm tăng sức bền mối hàn lên 60%.
- Khi hàn siêu âm cực hàn càng ép chặt vào vật hàn thì năng lượng siêu âm truyền vào vùng hàn càng tăng nhưng cực hàn dễ dính bám vào vật hàn. Để khắc phục hiện tượng này nên chọn vật liệu làm cực hàn dễ bám chắc vào cực hàn nhưng chưa đủ khả năng dính bám.
- Hàn siêu âm làm việc ở chế độ cộng hưởng để có biên độ dao động cực đại. Nếu trệch ra khỏi vùng cộng hưởng hiệu quả sẽ giảm. Để đảm bảo điều này, không được tùy tiện thay đổi hình dáng kích thước của hệ dao động nhất là thanh truyền sóng.
5 lý do nên chọn máy hàn siêu âm Rama
Rama là một trong số ít các nhà cung cấp máy hàn siêu âm tại Việt Nam. Là một nhà sản xuất và chuyên hoạt động trong lĩnh vực siêu âm, chúng tôi tự tin mang đến sản phẩm tốt cho người tiêu dùng. Dưới đây là những lý do giải thích tại sao khách hàng thường tin tưởng và chọn mua thiết bị hàn siêu âm Rama:- Là nhà sản xuất và cung cấp chính hãng, không qua trung gian, do đó, giá thành luôn ở mức ưu đãi nhất
- Thiết bị đa dạng, cải tiến không ngừng để đạt được hiệu quả tốt nhất khi sử dụng thực tế
- Đội ngũ kỹ thuật viên chuyên nghiệp, am hiểu rõ về thiết bị, sẵn sàng hỗ trợ trong quá trình vận hành
- Hỗ trợ giao và lắp đặt trên toàn quốc, bảo hành 12 tháng
- Sản phẩm có sẵn, nhận thiết kế theo yêu cầu đối những trường hợp đặc biệt
