超音波溶着

質問

超音波技術に関する質問なのですが、
硬い金属と、薄くて破れやすい金属を溶着する際に、どうしても破れて溶着されることが多くあります。

そのたびに、条件を変えつつ作業を進めているのですが、どうしても不安定です。

溶着が安定するまで2、3日はかかってしまいます。

なので、生産が滞ることがありとても困っています。

今のところ、溶着技術は超音波しかできない状態ですので、どなたか詳しい方知恵をお貸しください。

よろしくお願いします。

回答No.2

noname#230359

こんにちは
私は現在超音波の新規メーカーを立ち上げている、知名度が低いメーカーの者です。
プラスチックを始め、超音波接合を約20年間経験してきました。
お困りの内容ですが、下記にまとめてみます。
?まずはホーンもしくはチップ先端のパターンを見直すことが必要でしょ　　う。２～３日経ってようやく溶接条件が出るのでしたら、おそらく先端パ　ターンがワークになじんでくると、パターンに抜けてしまう蜂の巣現象や　エッジ切れなどが安定してくるのだと思われます。メーカー推奨のパター　ンではなく、Ｒ面やフラット面を付加した実際のワークに合うパターンを　考えてみるべきです。使い始めはパターンがトガリ過ぎていませんか。
?超音波による金属接合は、お互いの金属表面の分子を活性化させ、薄い層　で少しだけ融合させた固相溶接になります。あまり発熱させず接合できる　のが特徴ですが、あくまでも超音波による摩擦熱により接合しています。
　このことから、柔らかい金属は超音波により早く発熱しますが、硬い金属　は発熱が遅れます。どちらの金属表面も溶融に近い発熱にならないと接合　できないので、硬い金属側を中心にプレヒートをしてみてはどうでしょう　か。溶接時には一瞬300℃近くまで温度上昇していますので、硬い金属側を
　100℃以上に予め加熱してから、超音波溶接するとかなり良くなると思いま　す。この場合、柔らかい金属もプレヒートした方が良いですが、温度を上　げ過ぎると、よけいに崩れてしまうので注意して下さい。
?溶接前のワーク表面状態は安定していますか。おそらく注意して頂いてい　ると思いますが、油や酸化皮膜などが附着している状態ですと接合は安定　しません。常に溶接前は、ワーク表面をキレイに保つことが必要です。手　でじかに触るのも禁物です。
とりあえず、簡単に回答しました。確かに超音波メタルウエルダーは奥深い物がありますので、簡単に解決できないかもしれません。よろしければその後の状態をまた聞かせて下さい。

回答No.1

noname#230359

超音波圧接は経験が無いので適切な答えを出せませんが、次の内容を開示すればいろんな人から答えが出てくるかもしれませんね。

・硬い金属の材質と大きさ
・薄くて破れやすい金属の材質と大きさ
・破れてしまったときの条件や状態
・使用している機械、ホーンの形状など

購入した圧接機の技術者さんにも相談されていますか？上司や先輩には？
薄膜の圧接ですからかなりのノウハウが必要と思われます。上記の条件を開示してもなかなかその達人からは回答が付かないかもしれません。

逆をいえば、苦労した分LCMさんにノウハウが蓄積されますね。
がんばってください。

補足

紅生姜さんありがとうございます。

メーカーの技術者の方にいろいろ聞いてはみたのですが、やはり、金属溶着の場合はどうしても
不安定になりやすいようです。

難しいみたいですね。

金属溶着をする方法として、超音波溶着、スポット溶着以外で考えられる方法ご存知の方いらっしゃいますか？

アドバイスをよろしくお願いします。