Das Ultraschallschweißen von Metallen wurde in den 1830er Jahren zufällig entdeckt. Als damals die aktuelle Punktschweißelektrode zum Ultraschallvibrationstest hinzugefügt wurde, stellte sich heraus, dass sie ohne Strom geschweißt werden konnte, und so wurde die Ultraschall-Metallkaltschweißtechnologie entwickelt. Obwohl das Ultraschallschweißen schon früher entdeckt wurde, ist sein Wirkmechanismus bislang noch nicht klar. Es ähnelt dem Reibschweißen, es gibt jedoch einen Unterschied. Die Ultraschallschweißzeit ist sehr kurz und die Temperatur ist niedriger als bei der Rekristallisation. Es unterscheidet sich auch vom Pressschweißen, da der ausgeübte statische Druck viel geringer ist als beim Pressschweißen. Es wird allgemein angenommen, dass in der Anfangsphase des Ultraschallschweißprozesses das Oxid auf der Metalloberfläche tangential vibriert und der hervorstehende Teil der rauen Oberfläche wiederholte Mikroschweiß- und Zerstörungsprozesse erzeugt, um die Kontaktfläche zu vergrößern und die Temperatur der Schweißzone zu erhöhen. An der Grenzfläche der Schweißverbindung tritt eine hohe plastische Verformung auf. Auf diese Weise entsteht eine Lötverbindung, wenn der Kontaktdruck nahe beieinander liegt und der Abstand, in dem die atomare Schwerkraft wirken kann, erreicht wird. Wenn die Schweißzeit zu lang ist oder die Amplitude der Ultraschallwelle zu groß ist, wird die Schweißfestigkeit verringert oder sogar zerstört.
Merkmale des Ultraschall-Metallschweißens
Die Merkmale des Ultraschall-Metallschweißens sind: kein Flussmittel und keine externe Erwärmung erforderlich, keine Verformung durch Hitze, keine Eigenspannung und geringe Anforderungen an die Vorschweißbehandlung der Oberfläche des Schweißstücks. Es können nicht nur ähnliche Metalle, sondern auch unähnliche Metalle geschweißt werden. Dünne Bleche oder Filamente können zu dicken Platten verschweißt werden. Ultraschallschweißen hat viel weniger Energie als Stromschweißen und wird häufig zum Schweißen der Anschlüsse von Transistoren oder integrierten Schaltkreisen verwendet. Wenn es zum Abdichten von Medikamenten und explosiven Materialien verwendet wird, kann das allgemeine Schweißen durch die Kontamination von Medikamenten durch gelöste Gegenstände vermieden werden und es kommt nicht zu einer Explosion aufgrund von Hitze usw.
