Ultraheli võimendus

Ultraheli keevitusmasin koosneb tavaliselt ultraheligeneraatorist, ultrahelimuundurist, ultrahelivõimendist ja tugiseadmest, milles sarv mängib peamiselt energiaülekande ja võimenduse rolli. Ultraheli algne amplituud on üldiselt väike, tavaliselt vaid paar mikronit, samas kui tegelike töötlemisrakenduste amplituud nõuab kümneid kuni sadu mikroneid, mistõttu on sageli vaja ultraheli amplituudi läbi sarve suurendada. Mehaanilise impedantsi mõju saab tekitada ka amplituudi ja amplituudi vahel. Anduri ja koormuse vaheline impedantsi sobitamine võib ultrahelienergiat andurilt keevituspinnale tõhusamalt üle kanda. Tavaliselt kasutatavad sarve materjalid on alumiiniumisulam, madala süsinikusisaldusega teras, roostevaba teras ja titaanisulam. Igal materjalil on oma eelised ja puudused. Näiteks kuigi titaanisulamil on kõrge tugevus ja hea akustiline jõudlus, on see kallim; Alumiiniumsulamil on madal tihedus ja hea akustiline jõudlus, kuid seda on lihtne kuluda ja murduda; Legeerterasel on kõrge tugevus ja kulumiskindlus, kuid selle akustiline jõudlus on suhteliselt halb.

Alumiiniumisulamist ultrahelivõimendil on keevitusprotsessis kõrge sõlmetemperatuuri tõus, nii et alumiiniumsulamist võimendi ei sobi suuremahuliseks ja pikaajaliseks tootmiseks ja töötlemiseks, kuid see sobib rohkem väikeste partiide ja väikeste osade keevitamiseks. Võrreldes alumiiniumisulamist ultrahelivõimendiga on legeeritud terasest ultrahelivõimendil suurem jäikus, elastsusmoodul ja parem kulumiskindlus, seega sobib see suure partii ja pikaajalise töötlemiskeskkonna jaoks. Titaanisulamist ultrahelivõimendi on kõigi materjalide seas kõige ideaalsem materjal, kuid selle hind on kallis ja seda kasutatakse tavaliselt ainult põhikomponentide keevitamiseks.

Neljast materjalist on alumiiniumisulamist ülelaadimissõlme temperatuuritõus kõrgeim. Liiga kõrge sõlmetemperatuur vähendab ülelaadija resonantssagedust ja mõjutab seejärel keevitamise kvaliteeti. See ultraheli ülelaadija ei sobi massiliseks ja pikaajaliseks töötlemiseks. Titaanisulamist sarvliitmiku temperatuuritõus on väikseim, kuna selle sisemine summutus on väike. Võrreldes teiste materjalidega töötab see resonantssagedusel stabiilsemalt. Legeerterasest ülelaaduris talub madala süsinikusisaldusega teras kõrgemat töötemperatuuri ja suuremat keevitustugevust kui roostevaba teras. ABS-plastnäidiste ultrahelikeevitamisel saadud keevisõmbluse tugevuse hulgas on titaanisulami survekeevitamisel saadud keevisõmbluse tugevus kõrgeim, kuna titaanisulamist materjalil on väike sisemine sumbumine ja energiakadu. Madala süsinikusisaldusega teras, alumiiniumisulam ja roostevaba teras suurendavad omakorda keevisõmbluse tugevust.