Ultralyd, vibrasjon og rotasjon: sveising uten varmt verktøy

Felles for metodene

Ved rørsveising tilføres varmen utenfra med en speilplate eller en varmluftsdyse. Ultralyd, vibrasjon og rotasjon gjør det motsatte: energien tilføres mekanisk, og varmen oppstår i grenseflaten mellom de to emnene fordi materialet beveges mot hverandre under trykk. Smeltingen skjer altså kun der den skal brukes.

Dette gir korte sykluser, liten varmepåvirkning av omgivelsene og mulighet til å sveise emner som ikke kan nås med et verktøy. Til gjengjeld krever metodene faste maskiner, presist tilpassede emner og geometrier som er konstruert for akkurat den metoden. De brukes derfor spesielt i serieproduksjon og til sprøytestøpte emner, ikke til rør i grøfta.

Ultralydsveising

En sonotrode setter det ene emnet i svingninger med typisk 20-40 kHz og en amplitude på noen få hundredels millimeter. Svingningene skaper friksjonsvarme i en konstruert fuge, ofte en energiribbe, som smelter først og legger seg som en søm mellom emnene.

Metoden egner seg til små og mellomstore emner med veldefinert fuge: emballasje, husdeler, fittings og sammenføyninger der det ikke må komme varmemerker på utsiden. Den brukes også til å sveise folie og til å montere metallinnsatser i plast.

Kravene er en fuge som er designet for metoden, ensartet materiale og støtte slik at emnet ikke beveger seg. Materialer med høy smelteviskositet og myke materialer som myk PP og PE krever mer energi, og fiberforsterkede materialer kan være krevende.

Vibrasjonssveising

Ved vibrasjonssveising beveges det ene emnet frem og tilbake i forhold til det andre med en frekvens typisk rundt 100-240 Hz og en amplitude på under et par millimeter. Friksjonen smelter flaten, og bevegelsen stoppes mens emnene holdes sammen under trykket til sømmen er stivnet.

Metoden brukes til større emner med flate sammenføyninger, f.eks. beholdere, kanaler og deler til kjøretøy, der ultralyd ikke kan dekke hele sammenføyningen. Den krever at emnene kan holdes fast og stivt, og at sammenføyningen tåler den relative bevegelsen.

Rotasjonssveising

Rotasjonssveising er den eldste av de tre: det ene emnet roterer mot det andre under trykk til friksjonsvarmen smelter flaten, deretter bremses rotasjonen og emnene holdes sammen under trykk mens sømmen stivner.

Metoden krever runde, aksesymmetriske emner, f.eks. flottører, beholdere og sylindriske deler, og den er rask og reproduserbar ved store serier. Friksjonshastigheten for PE ligger typisk i området 100-300 m/min, men den konkrete verdien fastlegges av emnegeometri og maskin.

Til rør og plater i grøfta brukes ikke denne metoden. Der er stumpsveising, muffesveising / muffe-dornsveising og ekstrudersveising de riktige valgene, se sveiseforbindelsene i oversikten.

Hvis du arbeider med PVC-U, gjelder andre forhold: lavere varmeelementtemperatur, kort omstillingstid og avtrekk. Les hvordan i stumpsveising av PVC.

Når metoden er det rette valget

Velg ultralyd når emnet er lite, fugen kan konstrueres og syklustiden betyr noe. Velg vibrasjon når sammenføyningen er lang og flad, og emnet kan holdes fast. Velg rotasjon når emnet er rundt og skal produseres i stort antall.

Felles for alle tre er at feilen oftast oppstår i konstruksjonen og ikke i maskinen. For lite støtte, feil fugegeometri eller for store toleranser gir svake samlinger, uansett hvor presist maskinen kjører. Prøv derfor alltid på emner fra den aktuelle produksjonen, og dokumenter med strekk- eller bøjeprøving i henhold til DVS 2203.