Setelah membaca artikel ini Anda akan belajar tentang pengaturan pengelasan ultrasonik dengan bantuan diagram.
Dalam pengelasan ultrasonik, ditemukan pada tahun 1938, ujung logam yang bergetar pada frekuensi ultra sonik (yaitu, getaran yang menghasilkan suara di luar jangkauan pendengaran manusia) dibuat untuk menyambungkan potongan tipis ke potongan yang lebih tebal yang ditopang pada landasan. Frekuensi yang digunakan terutama sekitar 20 KHz meskipun dilaporkan telah digunakan frekuensi yang lebih tinggi hingga 60 KHz. Semakin tinggi frekuensi getaran, semakin tinggi laju energi yang ditransmisikan.
Peralatan las ultrasonik terdiri dari dua bagian utama yaitu, sumber daya, dan transduser. Sumber daya mengubah pasokan listrik 50 Hz menjadi daya listrik frekuensi tinggi dan diubah oleh transduser menjadi fluks magnet dan kemudian gerakan kinetik yang diperkuat melalui transformator kecepatan. Skema diagram setup ditunjukkan pada Gambar. 2.36.
Transduser las ultrasonik terdiri dari dua jenis yaitu, kristal piezo-listrik dan magnetostriktif, yang terakhir terdiri dari laminasi nikel atau paduan nikel yang mengembang dan berkontraksi seiring dengan getaran dari penguat karena deformasi nikel saat dipanaskan.
Transduser dan transformator kecepatan berbentuk tanduk membentuk satu unit yang disebut sonotrode. Ujung transformator kecepatan yang digunakan untuk pengelasan terbuat dari baja berkecepatan tinggi (baja yang mengandung 14 hingga 22% tungsten dan 4% kromium) atau paduan Nimonic dan dibentuk menjadi kontur bola dengan radius 75 mm. Tip ini dibrazing atau dilas ke klakson.
Trafo kecepatan terbuat dari logam berkekuatan rendah dan berkekuatan tinggi seperti titanium dan dibentuk untuk mencapai frekuensi yang diinginkan berdasarkan hubungan f = λE, di mana/adalah frekuensi getaran, λ panjang gelombang, dan E adalah modulus dari elastisitas bahan tanduk. Karena ujung las harus berupa antinode, maka panjang corong harus dalam kelipatan λ/2 dan penyangga apa pun harus berada pada titik nodal pada λ 4. Sebuah vibrator, dengan demikian, hanya dapat beroperasi pada satu frekuensi tertentu .
Pekerjaan yang akan dilas ditempatkan di bawah ujung sonotrode dalam formasi sambungan pangkuan dan didukung pada landasan. Gaya diterapkan pada ujung sonotrode dengan bantuan perangkat pneumatik, hidrolik, atau pegas. Pengaturan ini dapat digunakan untuk las spot dan scam. Untuk membuat las ultra sonik tipe annular atau cincin , gaya diterapkan secara tangensial pada ujung silinder untuk memberikan getaran torsi pada ujung las.
Karena getaran ultrasonik, lapisan oksida di atas logam rusak dan kontak logam ke logam yang bersih tercapai. Temperatur pada antarmuka naik menjadi antara 35 sampai 50% dari temperatur titik lebur absolut logam dan dengan demikian lasan keadaan padat tercapai.
Kekuatan las adalah 65 sampai 100% dari kekuatan logam dasar. Prosesnya cepat dan scam welding dengan kecepatan hingga 10 m/menit telah dilaporkan. Energi yang dibutuhkan (E) untuk unit las ultrasonik bergantung pada ketebalan (t) dan kekerasan (h) material yang akan dilas dan dapat dihitung dari hubungan berikut.
E = Kt 3/2 h 3/2
Dengan daya yang memadai, las titik dapat dibuat dalam waktu kurang dari satu detik, tetapi ketebalan maksimum potongan yang lebih tipis tidak boleh melebihi 3 mm.
Pengelasan ultrasonik dapat digunakan untuk mengelas bagian tipis hingga tebal serta untuk mengelas kombinasi logam yang berbeda seperti aluminium ke baja, aluminium ke tungsten, aluminium ke molibdenum, nikel ke kuningan, dll. Pengguna utama proses ini adalah semi-konduktor, mikro -sirkuit, dan industri kontak listrik mencoba. Ini juga digunakan oleh industri otomotif dan kedirgantaraan.
Aplikasi umum dari proses ini meliputi pembuatan armatur motor kecil, koneksi kawat timah aluminium dan emas ke transistor dan dioda, pintu akses helikopter, sambungan logam berbeda pada kolektor surya. Namun, aplikasi unik dari proses ini adalah pengelasan wadah bahan peledak seperti nitrogliserin, kembang api (pekerjaan api) dan bahan kimia reaktif.
