Pengelasan Ultrasonic Welding Pada Metal & Non Metal. Ultrasonic welding termasuk dalam solid state welding, dimana sambungannya dihasilkan oleh adanya energi vibrasi yang memiliki frekuensi yang tinggi serta tekanan pada benda kerjanya.
Prinsip kerja dari Pengelasan Ultrasonic adalah adanya vibrasi ultrasonic yang dihasilkan oleh transducer yang kemudian di transmisi kearah ujung sonotrode dan menyebabkan 2 logam yang disambung akan timbul panas, serta terjadinya pecahnya lapisan oksida, kemudian dengan adanya tekanan dari clamping tersebut akan mengakibatkan kedua material menjadi tersambung.
Ikatan ini terjadi tidak disertai dengan adanya peleburan logam induk. Pada sambungan las-nya, terdapat deformasi plastik yang terjadi pada batas permukaan dan memiliki kekuatan yang lebih baik apabila dibandingkan dengan proses penyambungan yang lain.
Energi getaran berfrekuensi tinggi mengenai daerah las dalam bidang sejajar dengan permukaan sambungan las. Gaya yang ada menimbulkan tegangan geser osilasi pada permukaan las, tegangan tersebut merusak dan mengelupas lapisan oksida.
Slip permukaan ini menghasilkan kontak logam dengan logam, terjadi pencampuran logam dan terbentuklah manik las yang baik. Dalam proses ini tidak diperlukan pemanasan dari luar. Proses pengelasan ultrasonikhanya dapat diterapkan pada logam dengan ketebalan maksimal 3 mm, sedang ketebalan minimum tidak ada.
Pada sambungan las terjadi deformasi plastik setempat pada batas permukaan dan kekuatannya lebih baik dibandingkan proses penyambungan lainnya.
Peralatan pengelasan ultrasonic terdiri dari mesin press, generator, converter atau transduser, booster, sonotrode atau klakson, dan komponen pendukung perkakas.
Generator mengubah daya listrik dari sumber listrik satu fasa ke frekuensi dan tegangan yang benar agar transduser diubah menjadi getaran mekanis. Unit mikroprosesor mengontrol siklus pengelasan dan memberikan informasi kunci pengelasan kepada pengguna, melalui antarmuka pengguna. Antarmuka pengguna juga memungkinkan operator untuk memasukkan parameter pengelasan yang diperlukan.
Dudukan mesin dirancang untuk menahan sistem pengelasan atau tumpukan dan menerapkan gaya yang diperlukan untuk pengelasan. Ini terdiri dari pelat dasar, untuk menahan jig perkakas, dan silinder pneumatik untuk menerapkan gaya.
Mesin memiliki pengukur tekanan dan pengatur untuk penyesuaian gaya pengelasan. Perlu dicatat bahwa tekanan pengukur tertentu yang ditetapkan pada satu peralatan las ultrasonik tidak akan selalu memberikan gaya pengelasan yang sama dengan mesin lain yang disetel pada tekanan pengukur yang sama.
Gaya las harus dikalibrasi menggunakan sel beban sehingga perbandingan langsung gaya las dapat dilakukan dari mesin ke mesin.
Ada juga katup kontrol aliran untuk memungkinkan penyesuaian kecepatan saat kepala las mendekati komponen yang dilas. Beberapa produsen peralatan telah memperkenalkan sistem aplikasi gaya elektromagnetik menggantikan silinder pneumatik tradisional. Ini memberikan kontrol yang lebih baik dari tingkat pendekatan, dan dapat bermanfaat saat mengelas komponen kecil atau halus.
Ini adalah bagian dari mesin Pengelasan Ultrasonic yang menyediakan getaran mekanis ultrasonik. Ini umumnya merupakan unit tiga bagian yang terdiri dari transduser, booster dan klakson las, dipasang pada mesin las di titik tengah bagian booster. Tumpukan adalah resonator yang disetel, agak seperti garpu tala alat musik. Agar berfungsi, frekuensi resonansi dari tumpukan las yang disetel harus sesuai dengan frekuensi sinyal listrik dari generator (hingga dalam 30Hz).
Transduser, juga dikenal sebagai konverter, mengubah energi listrik dari generator menjadi getaran mekanis yang digunakan untuk proses pengelasan. Ini terdiri dari sejumlah cakram keramik piezo-listrik yang diapit di antara dua blok logam, biasanya titanium.
Di antara masing-masing cakram ada pelat logam tipis, yang membentuk elektroda. Saat sinyal listrik sinusoidal diumpankan ke transduser melalui elektroda, cakram mengembang dan berkontraksi, menghasilkan gerakan aksial puncak ke puncak 15 hingga 20 ofm.
Transduser adalah perangkat yang rumit dan harus ditangani dengan hati-hati. Setelah elemen rusak, transduser tidak akan berfungsi.
Bagian penguat dari tumpukan las melayani dua tujuan, terutama untuk memperkuat getaran mekanis yang dihasilkan di ujung transduser dan mentransfernya ke tanduk las. Tujuan sekundernya adalah untuk menyediakan lokasi untuk memasang tumpukan pada mesin las.
Booster mengembang dan berkontraksi saat transduser menerapkan energi ultrasonik. Booster, seperti elemen lain dalam tumpukan las, adalah perangkat yang disetel oleh karena itu harus beresonansi pada frekuensi tertentu untuk mentransfer energi ultrasonik dari transduser ke klakson las.
Agar berfungsi dengan sukses, booster harus setengah dari panjang gelombang ultrasound dalam bahan dari mana ia diproduksi, atau kelipatan dari panjang ini. Biasanya, itu adalah satu setengah panjang gelombang.
Tanduk las adalah elemen dari tumpukan las yang memasok energi ke komponen yang dilas. Sebuah tanduk las khas ditunjukkan pada Gbr.4. Desain klakson las sangat penting untuk keberhasilan pengelasan. Sangat disarankan agar pembuatan klakson las hanya dilakukan oleh perusahaan yang berspesialisasi dalam pengelasan ultrasonik.
Akhirnya, dasar mesin press mendukung perkakas yang mendukung komponen selama operasi pengelasan. Perkakas pendukung dirancang untuk mencegah pergerakan komponen bawah saat ultrasound diterapkan. Ini sering dikerjakan untuk mencocokkan kontur permukaan komponen secara intim.
