УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СВАРКА

Ультразвуковая сварка относится к процессам, в которых используют давление и взаимное трение свариваемых поверхностей. Силы трения возникают в результате действия на заготовки, сжатые осевой силой Р, механических колебаний с ультразвуковой частотой. При ультразвуковой сварке для получения механических колебаний высокой частоты используют магнитострикционный эффект, заключающийся в изменении размеров некоторых металлов, сплавов и керамических материалов под действием переменного магнитного поля. Изменения размеров магнитострикционных материалов очень незначительны, поэтому для увеличения амплитуды и концентрации энергии колебаний и для передачи механических колебаний к месту сварки используют волноводы, в большинстве случаев — суживающейся формы.

На рис. 31.2 показана простейшая схема ультразвуковой сварки.

Принципиальная схема ультразвуковой сварки

Рис. 31.2. Принципиальная схема ультразвуковой сварки

Свариваемые заготовки 5 размещают на опоре 6. Наконечник 4 рабочего инструмента 3 соединен с двигателем магнитострикцион- ного преобразования 1 через трансформатор 2 продольных упругих колебаний, представляющих вместе с рабочим инструментом волновод. Нормальная сжимающая Р создается моментом М в узле колебаний. В результате ультразвуковых колебаний в тонких слоях контактирующих поверхностей создаются сдвиговые деформации, разрушающие поверхностные пленки.

При сближении чистых поверхностей на расстоянии действия межатомных сил между ними возникает прочная связь.

Сравнительно небольшое тепловое воздействие на свариваемые материалы, возникающее из-за трения поверхности одной детали о поверхность другой, обеспечивает минимальное изменение их структуры, механических и других свойств. Например, при сварке меди температура в зоне контакта не превышает 600 °С, а при сварке алюминия — 200—300 °С. Это особенно важно при сварке химически активных металлов, а также металлов, которые в результате высокотемпературного нагрева разрушаются.

Ультразвуковой сваркой можно получать точечные и шовные соединения внахлестку, а также соединение по контуру. Шовные соединения получают на машинах, аналогичных машинам для точечной сварки. Отличие заключается в том, что их рабочий инструмент и опору выполняют в форме роликов.

Прочность соединения, выполненного ультразвуковой сваркой, достаточно высока.

Ультразвуковым методом сваривают и пластмассы, однако, в отличие от сварки металлов, ультразвуковые колебания здесь подводятся к заготовкам не тангенциально, а вертикально, так как в этом случае нет необходимости в разрушении оксидных пленок (их нет), а нужен только нагрев соединения.

Ультразвуковую сварку применяют в приборостроении, радиоэлектронике, авиационной промышленности и ряде других отраслей.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >