Hàn siêu âm là gì? Ưu nhược điểm và ứng dụng

Hàn siêu âm trong tiếng Anh được gọi là Ultrasonic welding (UW), đây là quá trình kết hợp các kim loại bằng cách sử dụng sóng siêu âm. Đây là công nghệ hàn được áp dụng rộng rãi hiện nay. Để hiểu hơn về hàn siêu âm hãy cùng theo dõi bài viết sau đây nhé!

Sơ lược về hàn siêu âm

Hàn siêu âm là một phương pháp hàn sử dụng sóng siêu âm để kết nối hai vật liệu kim loại hoặc phi kim loại. Trong quá trình này, sóng siêu âm được truyền qua các bề mặt của các vật liệu cần được nối lại, tạo ra một mối liên kết mạnh mẽ và chặt chẽ.

Xem sản phẩm: Kem thiếc hàn

Quy trình hàn siêu âm bao gồm các bước chính sau:

• Chuẩn bị bề mặt: Các bề mặt của vật liệu cần được nối phải được chuẩn bị sạch sẽ và phẳng.
• Đặt vật liệu: Các vật liệu cần được nối lại được đặt chính xác vị trí và áp dụng áp lực đối với chúng.
• Phát sóng siêu âm: Sóng siêu âm được phát tán thông qua một transducer (bộ chuyển đổi sóng) và truyền vào khu vực nối.
• Tạo nhiệt độ và áp lực: Sóng siêu âm tạo ra cả nhiệt độ và áp lực tại điểm tiếp xúc giữa hai vật liệu, làm cho chúng nóng chảy và kết hợp lại với nhau.
• Làm mát và cứng: Sau khi tạo ra mối hàn, quá trình làm mát nhanh chóng giúp làm cứng mối hàn và tạo ra kết nối vững chắc.

Các loại hàn siêu âm

Hàn siêu âm có nhiều loại tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể và yêu cầu kỹ thuật của quá trình hàn. Dưới đây là một số loại phổ biến:

Hàn siêu âm nóng chảy (Ultrasonic Melt Bonding): Sử dụng để hàn và kết nối các vật liệu thermoplastic, trong đó các bề mặt tiếp xúc được nung chảy và sau đó làm lạnh, tạo ra mối hàn.

Hàn siêu âm diện động (Ultrasonic Vibrational Welding): Sử dụng trong việc nối các bộ phận kim loại hoặc nhựa bằng cách tạo ra dao động siêu âm, tạo ra nhiệt độ cần thiết để tạo mối hàn.

Hàn siêu âm quay tròn (Ultrasonic Rotary Welding): Sử dụng để hàn các bộ phận tròn hoặc có hình dạng xoay, thường được sử dụng trong sản xuất ống và ống mảnh.

Hàn siêu âm dải (Ultrasonic Seam Welding): Sử dụng để hàn các đường dài, thường được sử dụng trong sản xuất ống và vỏ máy.

Hàn siêu âm bằng tần số cao (High-Frequency Ultrasonic Welding): Sử dụng tần số cao hơn để tạo ra mối hàn với chất lượng cao, thường được áp dụng trong sản xuất điện tử và ngành công nghiệp chính xác.

Hàn siêu âm cảm ứng (Ultrasonic Induction Welding): Sử dụng cảm ứng để tạo ra nhiệt độ và kết nối vật liệu, thường được sử dụng trong sản xuất ống và ống mảnh.

Hàn siêu âm chân không (Ultrasonic Vacuum Welding): Thực hiện trong môi trường chân không để giảm ô nhiễm và oxi hóa, thích hợp cho các ứng dụng đặc biệt yêu cầu sự sạch sẽ.

Hàn siêu âm phản ứng (Ultrasonic Reaction Welding): Sử dụng trong việc nối các vật liệu không thể hàn bằng cách sử dụng một vật liệu phản ứng để tạo ra mối nối.

Mỗi loại hàn siêu âm có ưu điểm và ứng dụng riêng biệt tùy thuộc vào loại vật liệu và hình dạng của chi tiết cần được nối.

Ưu nhược điểm của hàn siêu âm

Ưu điểm

Chất lượng cao: Tạo ra mối hàn có chất lượng cao, không tạo ra chất thải hoặc bong tróc, giảm rủi ro ô nhiễm.

Không cần dây hàn hoặc chất trợ dung: Không yêu cầu sử dụng dây hàn, que hàn, hoặc chất trợ dung, giảm chi phí vật liệu.

Không tạo ra nhiệt độ cao: Nhiệt độ tạo ra trong quá trình hàn siêu âm thấp hơn so với nhiều phương pháp hàn khác, giảm nguy cơ biến dạng vật liệu.

Thời gian hàn nhanh chóng: Quá trình hàn siêu âm thường diễn ra rất nhanh, làm tăng hiệu suất sản xuất.

Ứng dụng rộng rãi: Có thể áp dụng cho nhiều loại vật liệu, bao gồm kim loại và phi kim loại.

Sử dụng trong môi trường chân không: Có thể sử dụng trong môi trường chân không, làm cho nó thích hợp cho nhiều ứng dụng không khí.

Tiết kiệm năng lượng: Sử dụng năng lượng hiệu quả hơn so với một số phương pháp hàn khác.

Xem sản phẩm: Dây thiếc hàn

Nhược điểm

Chi phí thiết bị ban đầu: Máy hàn siêu âm có thể đòi hỏi đầu tư chi phí lớn.

Hạn chế đối với dạng hàn phức tạp: Phương pháp này không thích hợp cho những ứng dụng yêu cầu dạng hàn phức tạp hoặc chi tiết lớn.

Khả năng hàn dựa trên loại vật liệu: Một số vật liệu nhất định, như nhựa, có thể không phù hợp với phương pháp hàn siêu âm.

Yêu cầu chính xác trong quá trình chuẩn bị: Đôi khi, để đạt được mối hàn chất lượng, cần có sự chính xác và sạch sẽ trong quá trình chuẩn bị vật liệu.

Mặc dù có nhược điểm nhất định, hàn siêu âm vẫn là một phương pháp hàn hiệu quả và linh hoạt trong nhiều ứng dụng công nghiệp.

Ứng dụng của hàn siêu âm

Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của hàn siêu âm:

Sản xuất điện tử:

• Kết nối dây dẫn và linh kiện điện tử.
• Lắp ráp và kết nối các bảng mạch điện tử.

Ngành y tế:

• Sản xuất và lắp ráp các thiết bị y tế như cảm biến và bộ điều khiển y tế.
• Gắn kết các phần nhỏ của các thiết bị y tế.

Sản xuất ô tô và hàng hải:

• Nối các bộ phận và chi tiết trong sản xuất ô tô.
• Sửa chữa và lắp ráp các thành phần trong ngành hàng hải.

Ngành dược học:

• Kết nối các ống và vật liệu nhỏ trong sản xuất dược phẩm.
• Lắp ráp và kết nối các sản phẩm y tế.

Sản xuất gia dụng: Lắp ráp và kết nối các thành phần trong sản xuất máy lạnh, tủ lạnh, và các sản phẩm gia dụng khác.

Sản xuất hàng hóa tiêu dùng: Kết nối các thành phần của sản phẩm tiêu dùng như máy là, máy cạo râu, và các thiết bị khác.

Sản xuất đèn led:

• Kết nối và lắp ráp các thành phần của đèn LED.
• Gia công và kết nối các bảng mạch và linh kiện.

Sản xuất hàng loạt nhỏ: Sử dụng trong các quy trình sản xuất hàng loạt nhỏ và đòi hỏi sự chính xác cao.

Công nghiệp năng lượng mặt trời: Lắp ráp và kết nối các thành phần của các tấm pin năng lượng mặt trời.

Sản xuất vật liệu nhẹ: Sử dụng trong gia công và lắp ráp các vật liệu như nhựa và kim loại nhẹ.

Xem sản phẩm: Thiếc thanh

Hàn siêu âm được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp do khả năng tạo ra mối hàn chất lượng cao và nhanh chóng. Hy vọng bài viết trên đây đã đem đến cho bạn nhiều thông tin hữu ích. Mọi nhu cầu về linh kiện điện tử, vật liệu hàn hãy liên hệ với The Tech để được tư vấn ngay nhé!