I. 초음파란 무엇인가요?

초음파는 고주파 진동으로 발생하는 에너지를 이용하여 공작물 표면에 작용하게 함으로써 금속 부품을 접합하는 기술입니다.

II. 초음파의 작동 원리

1. 전기 에너지는 고주파 기계적 진동으로 변환되어 음향적으로 조율된 용접 헤드를 통해 용접 노즐로 전달됩니다. 상부 및 하부 공작물은 초당 20,000회 또는 40,000회의 압력 주기 하에서 서로 마찰합니다. 고주파 진동과 압력의 복합적인 효과로 공작물 표면의 얇은 재료층과 산화물이 분산되어 깨끗하고 제어 가능한 확산 용접이 형성됩니다. 공작물 사이의 원자 재결합을 통해 최종적으로 견고한 야금학적 융합층이 형성됩니다.
2. 저주파 전류는 발전기를 통해 고주파 전류로 변환됩니다. 이 고주파 전류는 변환기를 통해 기계적 진동으로 변환됩니다. 진폭 변조기와 용접 헤드는 진동 진폭을 조절하는 역할을 합니다. 일정한 정압 하에서 금속 표면의 분자 구조들이 서로 마찰하고 충돌하면서 분자 간 침투가 이루어지고, 이로써 용접이 완료됩니다.

초음파의 기본 지식 및 문제 해결

III. 초음파 용접 시 흔히 발생하는 결함

(a) 납땜 불량

1. 용접 출력 부족: 압력 부족, 진폭 부족 또는 받침대가 제대로 고정되지 않음.
2. 용접 에너지 부족: 출력 에너지 계산 공식은 E=P×T=F×V×T=μN×A×f×T (여기서 E는 에너지, P는 출력, V는 속도, μ는 마찰 계수, N은 압력, A는 진폭, f는 주파수, T는 시간)입니다. 에너지가 부족하면 용접 품질이 저하됩니다.
3. 재료 표면에 있는 기름이나 산화층은 용접 접합 효과에 영향을 미칠 수 있습니다.
4. 톱니가 너무 날카로우면 용접 중에 용접 부위를 쉽게 뚫을 수 있습니다.
5. 용접부 표면에는 초음파 용접에 적합하지 않은 재질의 코팅이 되어 있습니다.
6. 용접 대상 재료는 초음파 용접에 적합하지 않습니다.

(ii) 용접 헤드 베이스

원인 용접 헤드 또는 용접 베이스가 재료와 접촉하면 매우 높은 온도가 발생하여 재료와 용접 헤드 또는 베이스 사이에 분자 침투가 일어나 접착이 발생합니다.

해결책 :

1. 용접 헤드와 베이스의 톱니를 점검하십시오. 마모가 심하면 온도가 상승하므로 즉시 조치를 취해야 합니다.
2. 용접 결과를 보장하면서 출력을 적절히 높이고 용접 시간을 단축하면 용접 헤드와 재료 사이의 과도한 에너지 교환을 줄일 수 있습니다.

(iii) 용접 균열

1. 용접 이음매 주변 균열: 여러 겹의 재료를 용접할 때 용접 이음매 가장자리는 경사면을 형성합니다. 용접 헤드가 진동하면 이 가장자리에 당기는 힘이 가해져 균열이 쉽게 발생할 수 있습니다.
2. 해결책 용접 이음매 가장자리에 특수 처리를 하여 응력 분포를 고르게 하고 진동으로 인해 발생하는 인장력을 완화하십시오.
3. 납땜 부위 근처의 균열: 납땜 헤드의 진동으로 인해 재료가 앞뒤로 움직입니다. 예를 들어, 알루미늄 호일을 배터리에 연결할 때 잡아당기면 쉽게 파손될 수 있습니다.
4. 솔루션 ① 톱니 패턴의 방향을 변경하여(예: 대각선 패턴 사용) 재료에 작용하는 힘의 방향을 조정합니다. ② 배터리와 납땜 접합부 사이에 완충 공간을 확보하기 위해 탭의 길이를 적절히 늘립니다.

(iv) 출력 전력의 큰 변동

이유 출력에 영향을 미치는 요인은 많으므로 하나씩 확인해야 합니다.

해결책 :

1. 삼중 장치의 설치 상태를 점검하고 손상 여부를 확인한 후 필요한 경우 재조립하십시오.
2. 바닥 나사가 단단히 조여졌는지 확인하십시오.
3. 베이스 클램프 위치에 틈이 있는지 확인하십시오.
4. 용접 위치가 매번 일관적인지 확인하기 위해 용접 고정 장치를 검사하십시오.
5. 재료 표면에 산화 또는 기름때가 있는지 확인하십시오.
6. 입고되는 자재의 규격이 일치하는지 확인하십시오 (용접 헤드 스트로크가 고정된 경우, 자재의 두께 및 경도 차이는 출력 변동을 유발할 수 있습니다).
7. 공장의 공기 공급이 안정적인지 확인하고 흡기 압력계에 변동이 있는지 관찰하십시오.
8. 전원 공급 장치의 초음파 출력이 안정적인지 확인하십시오.

(v) 과부하

원인 전력 과부하와 주파수 과부하, 이렇게 두 가지 상황을 포함합니다.

해결책 :

1. 용접 매개변수를 적절히 낮추십시오.
2. 용접 헤드의 하강 깊이를 제한하여 용접 헤드와 베이스 사이에 일정한 간격이 유지되도록 하십시오.