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Article: Stahlbau

Sensorfolie fr das Ultraschallschweien

Das Ultraschallschweien ist eine Fgetechnik, bei der hoch-frequente ultraschalluntersttzte akustische Schwingungen Anwendung finden, um feste Schweiverbindungen herzustellen. Es kommt dort zum Einsatz, wo ungleiche Matealien (wie z. B. Kupfer an Aluminium) verbunden werden, oder bei dnnen. formbaren Werkstoffen. Die Verwendung der druckempfindlichen Pressurex-Sensorfolie erhht die Bindefestigkeit und fhrt zu weniger Fertigungsfehlern beim Ultraschallschweien.

Durch den dauerhaften Einsatz von Pressurex whrend des Aufbaus von Ultraschallschweigerten wird sichergestellt, dass der richtige Pressdruck und die richtige Einstellung zwischen der Sonotrode und dem Amboss vorhanden sind, was zu Schweiverbindungen mit grerer Haftfestigkeit fhrt und dazu beitrgt, dass Ausschuss verringert wird und die Basis-Produktionskosten gesenkt werden knnen.

Zur Optimierung der Schweifestigkeit und Vermeidung von Fehlstellen mssen die Sonotrode (Horn) und der Amboss whrend des Aufbaus genau aufeinander abgestimmt sein, damit die Sonotrode einen gleichmigen Druck ber die gesamte Schweiflche ausben kann. Ein wirtschaftliches und przises Verfahren zur Erzielung eines solchen Ergebnisses ist der Einsatz der druckempfindlichen Pressurex-Sensorfolie.

Druckverteilung und-kraft zwischen zwei sich berthrenden Oberflchen aufzeigt. Platziert man die Folie zwischen der Sonotrode und dem Amboss des Ultraschallschweigerts, verndert sie ihre Farbe sofort und nachhaltig und zwar direkt proportional zum Istdruck. Die genaue Druckgre und verteilung (in p.s.i. oder kg/cm²) kann leicht ermittelt werden, indem man die daraus resultierenden Farbvernderungen mit einer Farbre ferenzkarte vergleicht (wie bei Lackmuspapier). Falls erwnscht, kann die Folie noch intensiver analysiert werden. Pressurex ist uerst dnn (4 bis 8 Tausendstel Zoll) und flexibel, sodass es sich leicht an gebogene Oberflchen anpasst.

Die Druckabbilder zeigen Druckschwankungen auf der Schweizone auf, die zu einer nicht optimalen Nahtfestigkeit fiihren knnen. Solche Schwankungen werden gewhnlich durch eine mangelhafte Justierung zwischen der Sonotrode und dem Amboss oder durch Schmutz bzw. Rckstnde an der Sonotrode verursacht. Um solche ungiinstigen Bedingungen whrend des Aufbaus zu vermeiden, muss zuerst das Ultraschallschweigert angeschaltet und die entsprechende Luftzufuhr eingestellt werden. Eine flache Schablone wird auf den Kontaktpunkt des Ambosses platziert, um die Dicke der zu schweienden Teile zu simulieren. Dann wird die Sonotrode auf die flache Schablone abgesenkt, um die Hheneinstellung zu kalibrieren, und Sonotrodenspitze und Amboss werden justiert. Dann wird Pressurex auf die flache Schablone platziert und die Sonotrode nach unten bewegt, um einen leichten Druck auf die Folie auszuben. SchlieBlich wird die Sonotrodenspitze nach den Erfordernissen durch wiederholte Aufbauten mit der Sensor../../../imagesfolie justiert. Der Aufbau ist richtig, wenn die Druckdichte auf der Folie durch einen gleichmaBigen Farbton gekennzeichnet ist.

ultrasonic welding
Bild 1. Pressurex im Einsatz bei der Ultraschallschweiung


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Bild 2. Das Bildmuster der Sonotrode auf der Pressurex -Folie zeigt Kontaktfehler auf


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Bild 3. Pressurex -druckprofil nach der Bildauswertung (Bilder: Sensor Products)