Ultraschallfügen und -trennen

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Ella Sachs
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1 Fachbuchreihe Schweißtechnik 151 Ultraschallfügen und -trennen von Wodara Wodara, Herold Herold 1. Auflage Ultraschallfügen und -trennen Wodara / Herold schnell und portofrei erhältlich bei beck-shop.de DIE FACHBUCHHANDLUNG Thematische Gliederung: Schweißtechnik DVS - Verlag für Schweißen und verwandte Verfahren, Düsseldorf 2004 Verlag C.H. Beck im Internet: ISBN

2 Wodara Ultraschallfügen und -trennen Band 1 der Grundlagen der Fügetechnik IFST Institut für Füge- und Strahltechnik der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg Herausgegeben von: Prof.Dr.-Ing.habil.Dr.E.h.H.Herold

3 Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der Formelzeichen... VIII Verzeichnis der Abkürzungen... XI 1 Einleitung Ultraschallschwingungen Ultraschallanwendungen Ultraschallanwendungen in der Schweißtechnik Fügen und Trennen mit Ultraschall Ultraschallschweißen metallischer Werkstoffe Ultraschallschweißen thermoplastischer Kunststoffe Ultraschalllöten Entwicklung des Ultraschallschweißens Ultraschallmetallschweißen Ultraschallkunststoffschweißen Physikalische Grundlagen des Ultraschallschweißens Spezifische Eigenschaften des Ultraschalls Ultraschallerzeugung Magnetostriktiver Effekt Piezoelektrischer Effekt Ultraschallausbreitung Ultraschallschweißmaschinen Ultraschallmetallschweißmaschinen Maschinen für das Ultraschall-Punktschweißen Maschinen für das Ultraschall-Litzenschweißen Maschinen für das Ultraschall-Liniennahtschweißen Maschinen für das Ultraschall-Rollennahtschweißen Maschinen für das Ultraschall-Torsionsschweißen Ultraschall-Sonderschweißmaschinen Ultraschall-Mikroschweißmaschinen (Drahtbonder) Schweißverfahren der Drahtbondtechnik Warmpressschweißen (Thermocompression-, TC-Bonding) Ultraschall-Drahtbonden (Ultrasonic Bonding) Ultraschallwarmschweißen (Thermosonic-, TS-Bonding) Drahtbondeinrichtungen Werkzeuge zum Drahtbonden Prozessabläufe beim Drahtbonden Kugel-Keil-Verbindung (Ball-Wedge-Bond) Keil-Keil-Verbindung (Wedge-Wedge-Bond) Metallische Kontaktsysteme des Drahtbondens Ultraschall-Drahtbonder Ultraschallkunststoffschweißmaschinen Aufbau und Wirkungsweise Ultraschall-Schweißgeräte und -Anlagen Maschinen zum Umformen und Einbetten mit Ultraschall Sicherheitsmaßnahmen V

4 4 Ultraschallschweißen metallischer Werkstoffe Stellung des Ultraschallmetallschweißens innerhalb der Pressschweißverfahren Maschinenabhängige Einflussgrößen Einfluss der Schweißparameter Schweißenergie Schwingungsamplitude Sonotrodenkraft Schweißzeit bzw. Schweißgeschwindigkeit Press- und Schweißmaß als Größe für die Verformung der Fügeteile Arbeitsfrequenz Auswahl der optimierten Schweißparameter Einfluss der Schweißwerkzeuge Bauteilabhängige Einflussgrößen Bauteilmasse Bauteilgeometrie Bauteildicke Bauteilbreite Bauteillänge Ort der Schwingungseinleitung Schweißpunktabstand und -anzahl Bauteilform Ultraschallschweißgerechte Anordnung der Fügeteile Oberflächenzustand der Bauteile Rauigkeit und Welligkeit Natürlich entstandene Oberflächenschichten Technisch erzeugte Oberflächen Ultraschallschweißeignung metallischer Werkstoffe Einschätzung der Ultraschallschweißeignung Verbesserung der Ultraschallschweißeignung Schweißen mit Vorwärmung Schweißen mit zwischengelegter Folie Nutzung äußerer und innerer Reibungsvorgänge Vorausbestimmung der Schweißeignung und der erforderlichen Schweißenergie Vorausbestimmung der Schweißeignung Vorausbestimmung der Schweißenergie Verbindungsbildung beim Ultraschallschweißen metallischer Werkstoffe Vor- und Nachteile des Verfahrens Industrielle Anwendung des Ultraschallschweißens metallischer Werkstoffe Anwendungsbeispiele für das Ultraschall-Punktschweißen Anwendungsbeispiele für das Ultraschall-Litzenschweißen Anwendungsbeispiele für das Ultraschall-Liniennahtschweißen Anwendungsbeispiele für das Ultraschall-Rollennahtschweißen Anwendungsbeispiele für das Ultraschall-Torsionsschweißen Ultraschallschweißen von Kunststoffen Verfahrensbeschreibung Werkstoffeinfluss Einfluss der Herstellungsbedingungen der Fügeteile auf das Schweißverhalten VI

5 5.4 Konstruktive Gestaltung der Fügeteile Allgemeine konstruktive Merkmale Geometrie der Fügeflächen Ultraschall-Punktschweißen von Kunststoffen Ultraschall-Nahtschweißen von Kunststoffen Optimieren der Schweißparameter Wahl der Schweißbedingungen Leistungsdaten Industrielle Anwendung des Ultraschallschweißens von Kunststoffen Umformen mit Ultraschall Nieten mit Ultraschall Verfahrensbeschreibung Werkstoffeinfluss Konstruktionshinweise Nietkopfformen Bördeln mit Ultraschall Verfahrensbeschreibung Konstruktionshinweise Verdämmen mit Ultraschall Verfahrensbeschreibung Konstruktionshinweise Einbetten mit Ultraschall Verfahrensbeschreibung Werkstoffeinfluss Konstruktionshinweise Ultraschallschweißen harter biologischer Gewebe (Knochen) Verfahrensbeschreibung Gerätetechnik Trennen mit Ultraschall Trennen von Kunststoffen Trennen von biologischen Geweben Grundlagen Anwendungen Ausblick Sachwortverzeichnis Schrifttum VII

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