6. Оборудование

Для УЗС металлов в СССР и за рубежом создано значитель­ное количество универсальных и специализированных машин, которые нашли применение при изготовлении широкой номенклатуры изделий. Машины, как правило, выполнены на весьма высоком техническом уровне и позволяю! автоматизировать сварочный процесс. Краткие технические данные некоторых отечественных машин для УЗС металлов приведены в табл. 13.1 [4, 5].

В последнее время существенное развитие получила ультразвуковая микросварка, предназначенная для соединения разных элементов микросхем и полупроводниковых приборов. Оборудование для ультразвуковой микросварки отличается высокими показателями производительности и уровня автомати­зации всего технологического процесса сборки и сварки изделий. В табл. 13.2 приведены краткие технические данные некоторых установок для ультразвуковой микросварки, разра­ботанных в СССР [4, 5, 8, 11—141.

7. Промышленное применение

Процесс УЗС применяют для соединения относительно тонких фолы, листов, проволок и других деталей. Особые преимущества этот процесс имеет при соединении разнородных и термочувствительных элементов Областями не пользования УЗС являются: производство полупроводников, микроприборов и микроэлементов для электроники, конденсаторов, предохранителей, реле, трансформаторов, ламп бегущей волны, нагревателей бытовых холодильни­ков, приборов точной механики и оптики, реакторов, десублиматоров ва­куумных сушильных установок, сращивание концов рулонов различных тон­колистовых материалов (медь, алюминий, никель и их сплавы) в линиях их обработки, а также автомобильная промышленность (2—5, 8].

Накопленный опыт применения УЗС выявил следующие преимущества этого процесса [2, 4, 5]:

1. Сварка осуществляется в твердом состоянии металла без существен­ного нагрева места сварки, что дает возможность соединять химически ак тнвные металлы и разнородные металлы, склонные к образованию хрупких ннтерметаллидов в зоне соединения.

2. Возможность получения сварных соединений, которые трудно выпол­нить с помощью других видов сварки из-за больших энергетических и тех­нологических затрат (например, сварка меди, алюминия и др.).

3. Возможность соединения тонких и ультратонхнх деталей, возмож­ность приварки таких листов и фольг к деталям практически неограничен­ной толщины, сварка пакетов из фольги.

4 Снижение требований к чистоте свариваемых поверхностей дает воз­можность проводить сварку деталей с плакированными и оксидированными поверхностями, а также деталей, поверхности которых покрыты разными изоляционными пленками.

5. Незначительная деформация поверхности деталей в месте их соедине­ния вследствие применения небольших сварочных усилий.

6. Малая мощность сварочных машин и несложность их конструкции.

7. Простота автоматизации.

8. Гигиеничность процесса.

8. Узс оборудование для полимеров, пластмасс,

пластика, нетканого материала.

Мощные ультразвуковые колебания находят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства. В настоящее время в промышленности используются ультразвуковая очистка и обезжиривание различных изделий. Ультразвук применяется для получения высокодисперсных эмульсий, диспергирования твердых тел в жидкости, коагуляции аэрозолей и гидрозолей, дегазации жидкостей и расплавов. Установлено влияние мощных ультразвуковых колебаний на структуру и механические свойства кристаллизующегося расплава.

Особое внимание исследователей привлекла возможность внедрения УЗС при производстве изделий микроэлектроники.

К настоящему времени разработаны оборудование и технология УЗС металлов и пластмасс, которые успешно используются в промышленности. За рубежом (США, Англия, ФРГ, Япония) разработкой оборудования и технологии УЗС занимается ряд крупных фирм. Организован серийный выпуск машин для УЗС металлов микротолщин, пластмасс и т. п.

Однако процесс ультразвуковой сварки металлов и пластмасс изучен недостаточно. Опубликованные ранее рекомендации по разработке оборудования и выбору важнейших технологических параметров режима сварки носят разрозненный, а порой неоднозначный характер. Разработанные в начале 60-х годов машины по ряду конструктивно-технологических показателей не отвечали требованиям промышленности. Более того, укрепилось мнение о необъяснимой неустойчивости процесса УЗС, выражающейся в чрезмерном разбросе прочности соединений, исчезновении эффекта сварки и вообще ненадежности этого способа сварки.