Wie schmilzt Ultraschallschweißen Materialien?
Ultraschall wird beim Schweißen verwendet, um kleine, aber schnelle Vibrationen zu erzeugen. Wenn das Horn oder die Sonotrode an Materialien befestigt ist, bewirken die Ultraschallvibrationen, dass die Materialien etwa einen halben Millimeter in einer Hin- und Herbewegung vibrieren.
Eine derart winzige Bewegung reicht aus, um das Material zu schmelzen, da die Vibrationsrate ziemlich hoch ist. Diese Vibrationen verursachen, dass die Materialien aneinander reiben, und die resultierende Reibung zwischen ihnen erzeugt Wärme.
Sie können eine ähnliche Umgebung nachstellen, indem Sie Ihre Hände schnell aneinander reiben. Sie werden die Wärme spüren, die zwischen Ihren Handflächen entsteht.
Und wenn Sie weiterhin schnell reiben, wird es ziemlich unangenehm. Stellen Sie sich die Wärme vor, die in den Materialien entsteht, wenn sie mit einer Geschwindigkeit aneinander reiben, die das menschliche Auge nur schwer wahrnimmt!
Die Reibung erhöht die Temperatur so stark, dass die Kontaktstellen zwischen den Materialien schmelzen und den Weg für eine molekulare Bindung ebnen. So schweißt das Ultraschallschweißen Kunststoffe.
Beim Schweißen von Metallen gibt es jedoch einen kleinen Unterschied. Durch Ultraschallschweißen wird das Metall auf ein Drittel seines Schmelzpunktes erhitzt.
Zu diesem Zeitpunkt wandern die Moleküle zwischen den beiden Metallen über einander und bilden eine starke molekulare Bindung. Metalle schmelzen nicht.
