Ultrazvukové zváranie

1 Ultrazvuk
Ultrazvuk je mechanické vlnenie, ktorého frekvencia je vyššia ako frekvencia zvuku, t. j. vyššia ako 20 kHz. Frekvenčný rozsah ultrazvukových vĺn je pritom veľmi široký. Technickými prostriedkami sa dajú vytvárať aj ultrazvukové vlny s frekvenciou nad 1 GHz.

Ultrazvuk nachádza široké uplatnenie v rôznych odvetviach priemyslu, stavebníctve, v lodnej doprave, vo vojenskej technike, ale aj v zdravotníctve. Pomocou neho sa skúšajú vlastnosti materiálov, kontrolujú sa betónové nosníky, mosty rotory turbín a podobne. Ultrazvuk umožňuje obrábanie najtvrdších materiálov, ale aj spájkovanie hliníka. Uplatňuje sa pri výrobe najjemnejších emulzií, ale aj pri meraní rýchlosti prúdenia kvapalín a plynov. Úspešne sa využíva tiež v odlučovacích zariadeniach, kde zlepšuje parametre čistiacich filtrov.

1.1 História ultrazvuku
V roku 1830 sa podarilo Savartovi produkovať ultrazvuk prostredníctvom rýchlo rotujúceho kolieska a odhaliť tak fyzikálnu podstatu ultrazvuku ako vysokofrekvenčných vibrácii prostredia. Neskôr v roku 1876 boli k jeho generácii použité Galtonom píšťaly zodpovedajúcich rozmerov, ultrazvuku mal frekvenciu rádovo v desiatkach kHz. Pre generovanie vyšších kmitočtov bolo najprv potrebné objasnenie piezoelektrického javu, to sa podarilo v roku 1880 bratom J. a P. Curie. Konštrukcia prvého piezoelektrického meniča, ako zdroja ultrazvuku je pripisovaná francúzskemu fyzikovi P. Langevinovi. Zhotovil ho v roku 1916 a o rok neskôr o ňom podal správu. V rokoch 1917 a 1918 bol vytvorený prvý elektronický systém s piezoelektrickým meničom, ktorý sa stal základom Sonaru.