Ultrasoon lassen is lasproces dat wordt gebruikt om voorwerpen aan elkaar te verbinden doormiddel van hoogfrequente geluidstrillingen. Dit lasproces is ontwikkelt in de jaren ’60 van de 20e eeuw. Het patent van ultrasoon lassen van thermoplastische kunststoffen werd in 1965 op naam van Robert Soloff and Seymour Linsley gezet. De ontwikkelingen op het gebied van ultrasoon lassen vorderden zeer snel. In 1969 werd het mogelijk om een kunststofauto in zijn geheel te assembleren via ultrasoon lassen. Ultrasoon lassen behoort tot de lascategorie druklassen.
Wat zijn de eigenschappen van ultrasoon lassen?
Ultrasoon lassen is een uniek lasproces waarmee samengedrukte kunststoffen worden versmolten door een zeer krachtige geconcentreerde hoogfrequent geluidsbundel te gebruiken. Ook wordt het lasproces gebruikt om metaalfolies aan elkaar te versmelten. Het proces is dus zowel geschikt voor bepaalde metalen als voor harde en zachte plastics.
De geluidsbundel is echter alleen niet genoeg om het lasproces succesvol te laten verlopen. Er moet ook gebruik worden gemaakt van druk. De materialen moeten dus doormiddel van druk tegen elkaar worden geperst en tegelijkertijd moet de geluidsbundel het materiaal doen smelten. De geluidsbundel zorgt er voor dat er trillingen optreden waardoor de moleculen of atomen aan het oppervlak gaan versmelten.
Lasproces
Het ultrasoon lasproces gaat als volgt te werk. Eerst worden de delen van het werkstuk die aan elkaar gelast moeten worden ingeklemd tussen een sonotrode en een aambeeld. Doormiddel van sonotrode wordt een zeer een krachtige geluidsgolf gericht op werkstruk. De frequentie waarmee dit gebeurd is tussen de 15 en 70 kHz.
Het aambeeld heeft een bepaalde vorm. Hierdoor worden de geluidsgolven gefocusseerd op een klein punt van het werkstuk. Het materiaal gaat op die plaats door de geluidsgolven van de sonotrode smelten en vervloeien. Soms worden de onderdelen, die gelast moeten worden, voorbewerkt. Hierdoor ontstaan er smalle richeltjes waarin de geluidsenergie zich concentreert. Hier zal het smeltbad zich bevinden waarin de onderdelen met elkaar versmelten.
Waaruit bestaat een ultrasoon lasapparaat?
Voor ultrasoon lassen zijn een aantal onderdelen nodig. Zo heeft men bijvoorbeeld een pers nodig om de te lassen delen onder druk te houden tijdens het lasproces. De te lassen delen worden op een aambeeld geplaatst dat een speciale vorm heeft die er voor zorgt dat de geluidsgolven precies worden gericht op de te lassen plek.
De geluidsbron bestaat uit een piëzo-elektrische transducer en eventueel een versterker. Daarnaast is er de sonotrode. Dit is een onderdeel dat wordt gebruikt om de geluidstrillingen over te brengen op het werkstuk dat op het aanbeeld ligt. Er wordt gebruikt gemaakt van een hoogfrequente wisselstroombron. De frequentie van deze stroombron komt overeen met de lasfrequentie.
De gehele installatie van het ultrasoon lassen is ontworpen om te resoneren bij de werkfrequentie. De werkfrequentie is kan verschillend zijn, meestal wordt gebruik gemaakt van 20, 30, 35 of 40 kHz.