Was ist Ultraschallschweißen von Metall

Das Ultraschallschweißverfahren eignet sich gut zum Schweißen von Metallen. Ultraschall-Metallschweißen ist ein Prozess, bei dem eine Ultraschallschweißmaschine erzeugt hochfrequente mechanische Schwingungen, wodurch sich die Metalloberfläche unter Druck erwärmt. Dadurch wird die Oxidschicht auf der Metalloberfläche zerstört, was Gitterdiffusion und Bindung zwischen Metallatomen ermöglicht und so das Schweißen von Nichteisenmetalle. Ultraschall-Metallschweißen umfasst typischerweise Kernkomponenten wie eine Ultraschallgenerator (Stromversorgung), Wandler (Konverter), Booster und Schweißhorn (Sonotrode).

Demo zum Ultraschall-Metallschweißen

Vorteile des Ultraschallschweißens von Metall

– Hohe Schweißqualität: Ultraschall-Metallschweißen gehört zum Niedertemperatur-Festphasenschweißen und vermeidet Probleme wie Gewebeinhomogenität und thermische Spannungen, die durch die Phasenumwandlung des Metalls verursacht werden. Dadurch bleiben beim Ultraschall-Metallschweißen die Korrosionsbeständigkeit, die mechanischen Eigenschaften und die elektrische Leitfähigkeit der Rohstoffe erhalten.

– Breites Anwendungsspektrum: Kann verschiedene Nichteisenmetalle und Legierungen wie Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber usw. schweißen und ermöglicht auch das Schweißen ungleicher Metalle (z. B. Kupfer und Aluminium). 

– Umweltfreundlicher Prozess: Beim Schweißen entstehen keine Funken, Rauch oder schädliche Gase. Die Zugabe von Flussmittel ist nicht erforderlich und somit umweltfreundlich. 

– Präzise Steuerung: HYUSONIC Metallschweißer-Unterstützung sechs Schweißmodi: Zeit, Energie, Spitzenleistung, absolute Distanz, relative Distanz und Bodenüberwachung. Inzwischen verfügen sie über vier Auslösemodi: Zeit, Druck, Position und Leistung. Mit mehrdimensionaler Schwellenwertanpassung und einem Regelgenauigkeit von 0.01mm, erreichen sie eine absolut hohe Präzision und Steuerbarkeit.

Anwendungen des Ultraschall-Metallschweißens

Das Ultraschall-Metallschweißen wird vor allem in folgenden Branchen eingesetzt:
  1. Elektronik und Elektrogeräte:
    • Schweißdrähte, Kabel, Anschlüsse, Kontakte und mikroelektronische Komponenten, wie etwa Smartphone-Akkuanschlüsse und interne Computerschaltkreisverbindungen.
  2. Automobilbau:
    • Schweißen von Batterielaschen, Motorwicklungen, Sensorkomponenten und elektronischen Schaltungen in der Automobilindustrie. Insbesondere in der Produktion von Leistungsbatterien wird es zum Schweißen von Batterieelektroden, Sammelschienen und Modulverbindern verwendet.
  3. Luft- und Raumfahrt:
    • Schweißen von Präzisionsmetallkomponenten in Luft- und Raumfahrtgeräten, einschließlich Sensoren und elektronischen Elementen.
Ultraschallschweißen von Kupfer- und Aluminiumdrähten
Kupfer- und Aluminiumkabelbaum
Anschlussschweißen
Batterielaschenschweißen

Welches Material kann mit Ultraschall geschweißt werden?

Mit dem Ultraschall-Metallschweißen lassen sich vor allem Nichteisenmetalle wie Kupfer (Reinkupfer, sauerstofffreies Kupfer, Kupfer-Zink-Legierungen, Kupfer-Zinn-Legierungen usw.), Aluminium (Reinaluminium, Aluminiumlegierungen), Nickel (Reinnickel, Nickelbasislegierungen), Silber, Gold, Magnesium, Zink usw. Darüber hinaus Es ermöglicht ein zuverlässiges Schweißen zwischen verschiedenen Metallen. Zum Beispiel:
  • Kupfer-Aluminium: Schweißen von Batterielaschen und Wärmeableitungsmodulen (erfordert die Kontrolle der Dicke intermetallischer Verbindungen an der Schnittstelle);
  • Aluminium-Nickel: Verbindung von Lithiumbatterie-Elektrodenblechen und Nickelstreifen;
  • Kupfer-Silber: Schweißen von hochleitfähigen Kontakten;
  • Titan-Edelstahl: Schweißen korrosionsbeständiger Komponenten für medizinische Geräte.

Können Sie Metall mit Kunststoff per Ultraschall verschweißen?

 Ultraschallschweißen kann nur einen kleinen Teil von Kunststoffen und Metallen verbinden und eignet sich nur für Anwendungen mit geringer Festigkeit und unkritischer Belastung. Dies liegt daran, dass Kunststoffe und Metalle keine chemischen Bindungen durch atomare Diffusion bilden können und nur durch physikalische Adsorption oder Grenzflächenverzahnung verbunden werden können. Die Festigkeit ist dabei deutlich geringer als beim Schweißen desselben Materials. Darüber hinaus müssen Bedingungen erfüllt sein wie: thermoplastische Kunststoffe + Weichmetalle + Oberflächenvorbehandlung + Zwischenschichtmaterialien. Für einige Anwendungen Ultraschallnieten und -einbetten(eine Variante des Ultraschallschweißens) können Kunststoffe und Metalle fest miteinander verbunden werden.

können Sie Metall mit Ultraschall verschweißen

Ja. Ultraschallschweißen kann verschiedene Metalle wie Kupfer und Aluminium miteinander verbinden und dabei eine hervorragende elektrische Leitfähigkeit gewährleisten. Bei Nichteisenmetallen, die je nach Anwendungsanforderung geschweißt werden müssen, ist es möglich, das Schweißen zu testen und die Schweißbarkeit sicherzustellen.

Vergleich mit Widerstands- und Laserschweißen

Ultraschallschweißen für Metall bietet gegenüber Widerstands- und Laserschweißen deutliche Vorteile. Im Gegensatz zum Widerstandsschweißen benötigt es keine hohe Stromstärke, wodurch der Energieverbrauch reduziert und Elektrodenverschleiß vermieden wird. Im Vergleich zum Laserschweißen ist Ultraschallschweißen sicherer, erzeugt weniger Wärme und benötigt keine komplexe Optik oder Schutzgas. Es eignet sich ideal zum Verbinden dünner, leitfähiger Nichteisenmetalle wie Kupfer und Aluminium. Mit kürzeren Zykluszeiten und geringeren Betriebskosten eignet sich Ultraschallschweißen besonders für Batterielaschen, Kabelanschlüsse und Elektronik. Die Festkörperstruktur gewährleistet saubere, zuverlässige Verbindungen ohne Schmelzen oder Spritzer.

Video zum Ultraschallschweißen von Metall

Weitere Prinzipien des Ultraschallschweißens

Hyusonic Ultraschall-Metallweder

Ultraschall-Metallschweißen kann zum Schweißen von Nichteisenmetall-Kabelbäumen, Nichteisenmetallblechen, zum Anschlussschweißen und zum Abdichten von Metallrohren verwendet werden.

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