Ultraschallschweißen von Metall
Metallschweißen findet in der Automobil- und Elektronikbranche Anwendung, um Batterien, Kabelverbindungen, usw. herzustellen. Beim Metallschutzgasschweißen z. B. werden Metalle unter hohen Temperaturen geschweißt. Man unterscheidet in Metall-Aktivgas (MAG) und Metall-Inertgas (MIG) Schweißen. Aktivgase gehen eine Verbindung mit dem Metall ein, Inerte Gase nicht.
Beim Ultraschallschweißen hingegen werden Ultraschallwellen genutzt, um die Metalle zu verbinden. Das Metall-Ultraschallschweißen ist ein Kaltschweißverfahren, da sich wenig bis kaum Wärme bildet - außer am Schweißpunkt. An diesem Punkt werden hochfrequente Schallwellen in die zu fügenden Teile eingeleitet. Präzise Werkzeuge ermöglichen gleichbleibende Qualität bei jedem Schweißvorgang und immer reproduzierbare Ergebnisse.
Vorteile des Ultraschall-Metallschweißen
Das Ultraschallschweißen von Metallen hat einige Vorteile gegenüber herkömmlichen Schweißmethoden wie z. B. das Metallgasschweißen:
- Ultraschnell: Hohe Schweißgeschwindigkeit - der gesamte Vorgang dauert nur Sekundenbruchteile.
- Präzise: Ultraschallschweißen ist punktgenau. Eine Vielzahl an Schweißparametern sorgen für exakte und reproduzierbare Ergebnisse. Das ist vor allem wichtig für das Verschweißen von kleinsten Metallteilen, z. B. in Batterien.
- Kosteneffizient: Ultraschallschweißen benötigt keine anderen Zusatzstoffe wie Lötmittel.
- Umweltfreundlich: Wenig Energie wird verbraucht und chemische Hilfsmittel kommen nicht zum Einsatz.
- Charakteristisch: Ultraschallschweißen sorgt für hohe Festigkeiten und hervorragende elektrische Leitfähigkeit an den Verbindungsstellen.
- Schonend: Metalle werden abseits des Schweißortes nicht beschädigt oder verformt.
- Sicher: Funken oder Rauch entstehen beim Ultraschallschweißen nicht.
So funktioniert das Ultraschallschweißen von Metall
Der Generator liefert Hochfrequenz. Sie wird im Konverter in mechanische Schwingungen umgewandelt. Das Amplitudentransformationsstück verändert die Amplitude der Schwingung. Die Sonotrode kann dies auch, ihre Hauptaufgabe ist es, den Ultraschall horizontal in das obere Werkstück einzuleiten. Der Ultraschall versetzt dieses in Bewegung, während der Amboss das untere Werkstück fixiert. Reibung entsteht, dabei werden Rauheitsspitzen der Metalle abgerieben, die oberste (Oxid-)Schicht aufgebrochen, das Metall plastisch verformt. Jetzt können sich die Werkstücke verbinden, ohne dass sie schmelzen. Das ist ideal bei Folien, dünnen Blechen und Drähten.
Batterie: Lithium-Ionen-Batterien (LIB) werden verstärkt nachgefragt. Anode (Kupferfolie) und Kathode (Aluminium) miteinander zu verbinden, erfordert höchste Fügetechnologie mit dauerhafter Prozessverlässlichkeit. Ultraschallschweißen ist eine zuverlässige Methode für die Batterieherstellung.
Automotive: In der Automobilbranche setzen Hersteller von Kabelbäumen auf die Technologie des Ultraschallschweißens. Bauteile für das Interieur eines Autos werden mit Hilfe von Ultraschall gefügt. Bauteile aus Chrom, z. B. Zierelemente wie Chromringe, können verbunden werden
Elektronik: Kabel- und Terminalverbindungen können mit Ultraschalltechnologie schnell, sicher und präzise verschweißt werden – ohne Gefahr für die empfindliche Technik.
