Ултразвучно заваривање је индустријска техника којом се високофреквентне ултразвучне звучне вибрације локално примењују на радне комаде који се држе заједно под притиском да би се створио чврсти завар. Обично се користи за пластику и метале, а посебно за спајање различитих материјала. У ултразвучном заваривању , не постоје везни вијци, ексери, лемилни материјали или лепкови потребни за везање материјала заједно. Када се примењују на метале, запажене карактеристике ове методе су да температура остаје знатно испод талишта уплетених материјала и тако спречава било какве нежељене својства која могу настати излагањем материјала високој температури.
Практична примена ултразвучног заваривања чврсте пластике завршена је у 1960-има. У овом тренутку се може заваривати само тврда пластика. Патент за ултразвучну методу за заваривање крутих термопластичних делова додељен је Роберту Солоффу и Сеимоуру Линслеију 1965. Солофф, оснивач Соницс & Материалс Инц., био је лабораторијски менаџер у компанији Брансон Инструментс, где су танке пластичне фолије заварене у вреће и цеви. користећи ултразвучне сонде. Ненамјерно је померио сонду близу дозатора пластичне траке, а половине дозатора су заварене заједно. Схватио је да сонду не треба ручно померати око дела, већ да ултразвучна енергија може да пролази кроз и око круте пластике и завари читав спој. Наставио је да развија прву ултразвучну штампу. Прва примена ове нове технологије била је у индустрији играчака.
Први аутомобил у потпуности направљен од пластике састављен је помоћу ултразвучног заваривања 1969. Иако се аутомобили пластике нису ухватили, ултразвучно заваривање је ишло. Аутомобилска индустрија редовно га користи од 1980-их. Сада се користи за мноштво апликација.
За спајање сложених термопластичних делова са бризгањем , опрема за ултразвучно заваривање може се лако прилагодити тачним спецификацијама делова за заваривање. Делови су пробушени између гнезда фиксног облика ( наковња ) и сонотрода (рог) спојеног на претварач, и емитује се звучна вибрација ниске амплитуде ~ 20 кХз . (Напомена: Уобичајене фреквенције које се користе у ултразвучном заваривању термопластике су 15 кХз, 20 кХз, 30 кХз, 35 кХз, 40 кХз и 70 кХз). Код заваривања пластике спој је два дела посебно дизајниран да концентрише процес топљења. Један од материјала обично има шиљасти или заобљени енергетски директор који контактира други пластични део. Ултразвучна енергија топи тачни контакт између делова, стварајући спој. Овај поступак је добра аутоматизована алтернатива за лепљење , шрафове или дезене који лако пристају . Обично се користи са малим деловима (нпр. Мобилни телефони, електроника за широку потрошњу, медицински алати за једнократну употребу, играчке, итд.), Али се може користити на деловима који су велики попут малог скупа аутомобилских инструмената. Ултразвук се такође може користити за заваривање метала, али је обично ограничен на мале заваривање танких, ковљивих метала, на пример алуминијума, бакра, никла. Ултразвучни апарати се не би користили за заваривање шасија аутомобила или заваривање комада бицикла , због потребних нивоа снаге.
Ултразвучно заваривање термопластике узрокује локално топљење пластике због апсорпције вибрационе енергије дуж зглоба заваривати. У металу се заваривање дешава због распршивања површинских оксида под високим притиском и локалног кретања материјала. Иако постоји грејање, није довољно растопити основне материјале.
Ултразвучно заваривање може се користити и за тврду и меку пластику, као што је полукристална пластика и метали. Разумевање ултразвучног заваривања се повећало истраживањем и испитивањем. Изум софистицираније и јефтиније опреме и повећана потражња за пластичним и електронским компонентама довели су до растућег знања о темељном процесу. Међутим, многи аспекти ултразвучног заваривања још увек захтијевају више проучавања, попут повезивања квалитета заваривања и параметара процеса. Ултразвучно заваривање и даље је поље које се брзо развија.
Научници са Института за науку о материјалу и инжењерству (ВКК) Универзитета у Каисерслаутерну, уз подршку Немачке истраживачке фондације ( Деутсцхе Форсцхунгсгемеинсцхафт ), успели су да докажу да коришћење ултразвучних процеса заваривања може довести до веома издржљивих веза између лаких метала и угљеника листови ојачани полимерима (ЦФРП) ојачани влакнима .
Предности ултразвучног заваривања су у томе што је много брже од класичних лепкова или растварача. Време сушења је врло брзо, а комади не морају дуго да остану у причвршћивању чекајући да се спој осуши или очврсне. Заваривање се може лако аутоматизовати, чинећи чисте и прецизне спојеве; место заваривања је врло чисто и ретко захтева било какве поправке. Мали топлотни утицај на укључене материјале омогућава да се већи број материјала завари.
