超音波溶着機の使用時によくある間違い

現在、超音波溶接機の使用は非常に普及しています。製品の包装、切断、リベット打ち、エンボス加工、パンチングなどの産業には欠かせない設備であり、時代のニーズに応じてさまざまな機能を備えた各種超音波溶着機が登場しています。分野が異なれば、使用方法や必要な機器も異なります。現在、幅広い消費者が使用しています。これらの誤解に実際に説明を加えてください。

図1：超音波溶着機

溶接原理の誤解：

超音波溶着に長年携わっている人材も少なくありません。超音波エネルギーの伝達については誤解があります。音波が接触面で溶着すると考えられています。実は、これは誤解です。超音波溶接の実際の原理は次のとおりです。トランスデューサーが電気エネルギーを機械に変換した後、電気エネルギーがワークピース材料の分子を介して伝達され、音波が固体内の伝導音抵抗は空気中の音抵抗よりもはるかに小さくなります。音波がワークの接合部を通過する際、隙間での音響抵抗が大きく、発生する熱エネルギーも非常に大きくなります。温度がまずワークピースの能力点に達し、次に一定の圧力を加えて継ぎ目を溶接します。ワークピースの他の部分は熱抵抗が小さいため、低温では溶接されません。その原理は電気工学におけるオームの法則に似ています。

ワーク材質の誤差:

超音波溶接機には、溶接するワークの材質に関する要件もあります。すべての材料が溶接できるわけではありません。どのような材料でも溶接できることを理解している人もいます。これは大きな誤解です。さまざまな材料の中には、よりよく溶接できるものもあれば、基本的に溶けるものもあれば、溶けないものもあります。同じ材質であれば融点も同じで原理的には溶接可能ですが、溶接するワークの融点が350℃を超えると超音波溶接には適さなくなります。超音波はワークの分子を瞬時に溶かすため、3秒以内にうまく溶着できない場合は熱板溶着など他の溶着方法を選択することを判断基準とします。一般的にABS素材は溶着しやすく、ナイロン素材は溶着しにくいです。

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