Sonotroden Riss- und Funktionsprüfung und Sonotrodenreparaturen
Sonotroden sind teure Spezialwerkzeuge. Jede Sonotrodenkonstruktion sollte deshalb prinzipiell darauf ausgelegt sein, eine möglichst lange Lebensdauer zu gewährleisten. Sollte eine Sonotrode nicht mehr richtig arbeiten, ist eine Überprüfung der Ursachen sinnvoll.
Sonotroden können beispielsweise reißen. Dies kann verschiedenste Ursachen haben (nähere Informationen dazu siehe auch in unserem eBook „Lausige Wellen“).
Rissprüfung an Sonotroden
Wenn wir eine Sonotrode beurteilen, überprüfen wir zunächst ihre grundsätzlichen Funktionen und klären, ob die Amplitude einem gleichmäßigen Kurvenverlauf folgt und ob die Frequenz in einem Bereich liegt, der vom Generator noch „gefangen“ wird. Mit dem USM 3.1 in Verbindung mit einem Oszilloskopen ist eine schnelle Überprüfung möglich, auch direkt im Betrieb und während der Produktion.
Messung der Schallwellen und Frequenz mit dem USM 3.1
Gibt es einen eindeutigen Hinweis darauf, dass die Sonotrode einen Riss hat, erübrigen sich Nacharbeiten, denn Risse in Sonotroden sind nicht reparabel.
Es gibt recht einfache Nachweise für Risse: zum einen „kreischt“ die Sonotrode laut hörbar. Das liegt daran, dass die Ultraschallbewegungen, die in einer korrekten Sonotrode nicht bzw. kaum zu hören sind, innerhalb eines Risses zu Nebenfrequenzen führen, die im hörbaren Bereich liegen. Zum anderen steigt die Impedanz der Sonotrode erheblich. Häufig kann eine gerissene Sonotrode gar nicht mehr in Schwingung versetzt werden.
Es ist immer sinnvoll, den Verlauf des Risses festzustellen, da sich u.U. dadurch Fehler in der Konstruktion oder in der Anwendung zeigen können.
Ein gängiges Verfahren des Rissnachweises ist die sog. Eindringprüfung. Dieses Verfahren ist zerstörungsfrei, einfach anwendbar, sicher und sehr zuverlässig.
Das Entstehen von Rissen kann unterschiedliche Ursachen haben. In den meisten Fällen kommen Fehlkonstruktionen, Fehlbedienung, ungenaue Fertigung oder Materialermüdungen in Frage.
Lunker
Einer der Gründe für Rissbildungen kann aber auch sein, dass Material mit Lunkereinschlüssen verwendet wurde. Ein solches Material ist für den Sonotrodenbau völlig ungeeignet.
Nacharbeiten an Sonotroden
Sonotroden unterliegen aber auch einem mechanischen Verschleiß (insbesondere bei Anwendungen mit sog. Metall-Metall Kontakt wie in der Folien- oder Gewebebearbeitung), der sie u.U. nach einer gewissen Zeit für besonders sensible oder präzise Anwendungen untauglich macht. Die Möglichkeit einer Aufarbeitung sollte möglichst schon bei der Konstruktion ins Auge gefasst werden. Es ist bei vielen Anwendungen durchaus möglich, Sonotroden so zu konstruieren, dass ihre Arbeitsfläche z.T. mehrmals nachgeschliffen werden kann.
