การบัดกรีอัลตราโซนิก – การเชื่อมโลหะแข็งกับเหล็กกล้าแบบปราศจากฟลักซ์

การบัดกรีอัลตราโซนิกกําลังปฏิวัติวิธีการเชื่อมโลหะแข็ง โดยนําเสนอทางเลือกที่สะอาดและมีประสิทธิภาพมากขึ้นสําหรับวิธีการแบบดั้งเดิม ด้วยการใช้คลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงเทคนิคขั้นสูงนี้ช่วยลดความจําเป็นในการใช้ฟลักซ์ที่เป็นพิษซึ่งมักใช้ในการสลายออกไซด์และเปิดใช้งานพันธะ มีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับวัสดุที่ท้าทายเช่นทังสเตนคาร์ไบด์การบัดกรีอัลตราโซนิกช่วยเพิ่มความแข็งแรงของข้อต่อในขณะที่ลดความเสี่ยงต่อสุขภาพและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม แนวทางที่เป็นนวัตกรรมใหม่นี้กําลังเปิดโอกาสใหม่ๆ สําหรับอุตสาหกรรมที่ต้องการการเชื่อมต่อที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้ระหว่างโลหะแข็งและเหล็กกล้า

Sonicator UIP1000hdT สําหรับการบัดกรี

สถาบัน RIF บรรลุผลการบัดกรีที่ก้าวล้ําโดยใช้ Hielscher UIP1000hdT ซึ่งเป็นเครื่องสะท้อนเสียงแบบโพรบ 1,000 วัตต์ที่มีชื่อเสียงในด้านความแม่นยําและพลัง อุปกรณ์ล้ําสมัยนี้สร้างคลื่นอัลตราโซนิกความเข้มสูงทําให้กระบวนการขั้นสูงเช่นโพรงอากาศสามารถสลายออกไซด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและเพิ่มการเปียกของวัสดุ การออกแบบที่แข็งแกร่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพที่สม่ําเสมอภายใต้สภาวะที่ต้องการ ในขณะที่อินเทอร์เฟซหน้าจอสัมผัสที่ใช้งานง่ายและการตั้งค่าที่ตั้งโปรแกรมได้ช่วยให้ควบคุมพารามิเตอร์หลักได้อย่างแม่นยํา ความสามารถของ UIP1000hdT ในการให้ผลลัพธ์ที่เชื่อถือได้และทําซ้ําได้ทําให้เป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้สําหรับการวิจัยที่ทันสมัยและการใช้งานในอุตสาหกรรมรวมถึงการบัดกรีด้วยอัลตราโซนิก

ในการแสวงหาโซลูชั่นการผลิตที่เป็นนวัตกรรมและยั่งยืน RIF Institute for Research and Transfer (ดอร์ทมุนด์ ประเทศเยอรมนี) ได้ประสบความสําเร็จในการบัดกรีด้วยอัลตราโซนิกช่วยเชื่อมโลหะแข็งเข้ากับเหล็กกล้า วิธีการที่ล้ําสมัยนี้ช่วยลดความจําเป็นในการใช้ฟลักซ์ที่เป็นพิษ ให้ประโยชน์ทั้งต่อสุขภาพและสิ่งแวดล้อมในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพของข้อต่อที่แข็งแกร่ง

ความท้าทายของการบัดกรีโลหะแข็ง

โลหะแข็ง เช่น ทังสเตนคาร์ไบด์ ขึ้นชื่อว่าบัดกรีได้ยากเนื่องจากคุณสมบัติโครงสร้างและพฤติกรรมทางเคมี การบัดกรีแบบดั้งเดิมด้วยเหล็กถูกขัดขวางโดยปัจจัยหลักสองประการ:

• การขยายตัวทางความร้อนที่แตกต่างกัน: อัตราการขยายตัวที่ไม่ตรงกันของโลหะแข็งและเหล็กกล้าในระหว่างกระบวนการบัดกรีสามารถส่งผลต่อความสมบูรณ์ของข้อต่อได้
• การก่อตัวของออกไซด์: ชั้นออกไซด์ก่อตัวขึ้นตามธรรมชาติบนพื้นผิวโลหะในระหว่างการบัดกรี ซึ่งขัดขวางกระบวนการเปียกและลดความแข็งแรงของพันธะ

เพื่อจัดการกับความท้าทายเหล่านี้วิธีการบัดกรีแบบเดิมต้องอาศัยฟลักซ์ที่มีความก้าวร้าวทางเคมีเป็นอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ฟลักซ์เหล่านี้ก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพอย่างมากและอาจทําให้วัสดุเสียหายได้เมื่อเวลาผ่านไป ทางเลือกอื่น เช่น การบัดกรีแบบสูญญากาศหรือแก๊สป้องกันนั้นมีประสิทธิภาพ แต่มาพร้อมกับต้นทุนอุปกรณ์สูงและเวลาในการดําเนินการที่ยาวนาน

โซลูชันอัลตราโซนิก: การบัดกรีแบบปราศจากฟลักซ์

การบัดกรีด้วยอัลตราโซนิกช่วยนําเสนอทางเลือกที่ก้าวล้ํา วิธีการนี้ใช้แล้วสําหรับโลหะเบาใช้ประโยชน์จากคลื่นอัลตราโซนิกเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการบัดกรีที่อุณหภูมิต่ํากว่า

การบัดกรีอัลตราโซนิกทํางานอย่างไร

เมื่อใช้คลื่นอัลตราโซนิกกับกระบวนการบัดกรีจะสร้างปรากฏการณ์ที่เรียกว่าโพรงอากาศ สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของฟองก๊าซขนาดเล็กในบัดกรีซึ่งยุบตัวภายใต้ความดันและอุณหภูมิสูง การกระทําที่ระเบิดนี้มีประโยชน์หลายประการ:

• สลายและขจัดชั้นออกไซด์ออกจากพื้นผิวโลหะ
• กระจายชิ้นส่วนออกไซด์ทั่วตะเข็บบัดกรี
• เพิ่มการเปียกของโลหะแข็งโดยการบัดกรี

ด้วยการขจัดความจําเป็นในการใช้ฟลักซ์การบัดกรีอัลตราโซนิกช่วยลดอันตรายจากสารเคมีได้อย่างมีนัยสําคัญในขณะที่บรรลุพันธะคุณภาพสูง

เทคโนโลยีการบัดกรีขั้นสูง

ที่สถาบัน RIF นักวิจัยได้ปรับการบัดกรีอัลตราโซนิกให้เหมาะสมโดยใช้เครื่องโซนิคเตอร์ Hielscher รุ่น UIP1000hdT สําหรับการใช้งานโลหะแข็งกับเหล็กกล้า ความก้าวหน้าที่สําคัญ ได้แก่ :

• สถานีบัดกรีที่กําหนดเอง: การตั้งค่าพิเศษที่พันธมิตรที่เข้าร่วมจะได้รับความร้อนแบบอุปนัยในขณะที่ใช้คลื่นอัลตราโซนิกอย่างแม่นยํา
• การตรวจสอบกระบวนการ: ระบบการวัดและควบคุมขั้นสูงช่วยให้มั่นใจได้ถึงผลลัพธ์ที่ทําซ้ําได้กับการผสมผสานระหว่างเหล็กและโลหะแข็งที่หลากหลาย
• การทดสอบอย่างละเอียด: ข้อต่อบัดกรีผ่านการถ่ายภาพแบบไม่ทําลายอย่างเข้มงวดและการทดสอบทางกลเพื่อตรวจสอบความแข็งแรงและความน่าเชื่อถือ

จากการทดลองอย่างพิถีพิถัน สถาบัน RIF ได้ระบุพารามิเตอร์กระบวนการที่สําคัญ เช่น อุณหภูมิการบัดกรีและเวลาเปิดใช้งานอัลตราซาวนด์ ผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง:

• เพิ่มความแข็งแกร่ง: การบัดกรีอัลตราโซนิกผลิตข้อต่อที่มีความแข็งแรงสูงถึง 368 MPa ซึ่งเพิ่มขึ้น 347% เมื่อเทียบกับการบัดกรีที่ไม่มีฟลักซ์หรืออัลตราซาวนด์ (106 MPa)
• ประสิทธิภาพการแข่งขัน: ความแข็งแรงของข้อต่อที่ทําได้ด้วยการบัดกรีอัลตราโซนิกเป็นคู่แข่งกับวิธีการที่ใช้ฟลักซ์ทั่วไป

Henrik Ulitzka นักวิจัยชั้นนําของ RIF เน้นย้ําถึงความสําคัญของการค้นพบเหล่านี้:
“การทดสอบของเราเผยให้เห็นอิทธิพลที่สําคัญของพารามิเตอร์กระบวนการ ด้วยการปรับอุณหภูมิอย่างละเอียดและเวลาเปิดใช้งานอัลตราซาวนด์เราปลดล็อกศักยภาพของการบัดกรีอัลตราโซนิกอย่างเต็มที่สําหรับการเชื่อมต่อโลหะแข็งกับเหล็กกล้า”

อนาคตของการบัดกรีอัลตราโซนิก

ด้วยความสามารถในการผลิตข้อต่อที่แข็งแรงและปราศจากฟลักซ์เครื่องสะท้อนเสียงของ Hielscher สําหรับการบัดกรีแสดงถึงความก้าวหน้าที่มีแนวโน้มสําหรับอุตสาหกรรมตั้งแต่ยานยนต์ไปจนถึงการบินและอวกาศ
งานของสถาบัน RIF แสดงให้เห็นว่านวัตกรรมและความยั่งยืนสามารถไปด้วยกันได้กําหนดมาตรฐานใหม่สําหรับเทคโนโลยีการบัดกรี

การออกแบบ การผลิต และการให้คําปรึกษา – คุณภาพ ผลิตในประเทศเยอรมนี

เครื่องอัลตราโซนิก Hielscher เป็นที่รู้จักกันดีในด้านคุณภาพและมาตรฐานการออกแบบสูงสุด ความทนทานและใช้งานง่ายช่วยให้สามารถรวมเครื่องอัลตราโซนิกของเราเข้ากับโรงงานอุตสาหกรรมได้อย่างราบรื่น สภาพที่ขรุขระและสภาพแวดล้อมที่ต้องการสามารถจัดการได้ง่ายโดยเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher

Hielscher Ultrasonics เป็น บริษัท ที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน ISO และให้ความสําคัญเป็นพิเศษกับเครื่องอัลตราโซนิกประสิทธิภาพสูงที่มีเทคโนโลยีล้ําสมัยและเป็นมิตรกับผู้ใช้ แน่นอนว่าเครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นไปตามมาตรฐาน CE และตรงตามข้อกําหนดของ UL, CSA และ RoHs