Ультразвуковая сварка

Ультразвуковая сварка - сварка давлением, осуществляемая при воздействии ультразвуковых колебаний. Сущность процесса ультразвуковой сварки (УЗС) состоит в приложении высокочастотных колебаний (16…20 КГц) к свариваемым заготовкам. В заготовках возникают касательные напряжения, вызывающие пластическую деформацию материала свариваемых поверхностей. В месте соединения развивается повышенная температура (0,4…0,6 от температуры плавления металла.), зависящая от свойств свариваемых материалов. Эта температура способствует возникновению пластического состояния свариваемых материалов и их соединению. В месте сварки образуются совместные кристаллы, обеспечивающие прочность сварного соединения. Одновременно, под действием ультразвука разрушаются окисные пленки на поверхностях заготовок, что облегчает получение соединения.

УЗС характеризуется следующими технологическими свойствами: возможностью соединения металлов без снятия поверхностных пленок и расплавления, особенно хорошей свариваемостью чистого и сверхчистого алюминия, меди, серебра; возможностью соединения тончайшей металлической фольги со стеклом и керамикой. Ультразвуком сваривается большинство известных термопластичных полимеров.

Технологическое оборудование для ультразвуковой сварки, независимо от физико-механических свойств свариваемых материалов имеет одну структуру и состоит из следующих узлов: источника питания, аппаратуры управления сварочным циклом, механической колебательной системы и привода давления.

УЗС применяют в приборостроении, радиоэлектронике, авиационной промышленности.

Сварка взрывом.

Сварка взрывом – сварка с применением давления, при которой, соединение осуществляется в результате вызванного взрывом соударения свариваемых частей. При осуществлении сварки взрывам химическая энергия превращения заряда взрывчатого вещества (ВВ) в газообразные продукты взрыва трансформируется в механическую энергию их расширения, сообщая одной из свариваемых заготовок большую скорость перемещения. Кинетическая энергия соударения движущейся части с поверхностью неподвижной части затрачивается на работу совместной пластической деформации контактирующих слоев металла, приводящей к образованию сварного соединения. Работа пластической деформации переходит в тепло, которое вследствие адиабатического характера процесса из-за больших скоростей может разогревать металл в зоне соединения до высоких температур (вплоть до оплавления локальных объемов).

Соединяемые поверхности двух заготовок, в частности пластин, одна из которых неподвижна и служит основанием, располагают под углом α друг к другу на расстояние h. На заготовку укладывают взрывчатое вещество толщиной H, а со стороны, находящейся над вершиной угла, устанавливают детонатор. Сваривают на жесткой опоре . Давление, возникающее при взрыве, сообщает импульс расположенной под зарядом пластине. Детонация взрывчатого вещества с выделением газов и теплоты происходит с большой скоростью.

В месте контакта метаемой пластины с основанием образуется угол γ , который перемещается вдоль перемещаемых поверхностей. При соударении пластин, движущихся с большой скоростью, между ними образуется кумулятивная струя, которая разрушает и уносит оксидные поверхностные пленки другие загрязнения, подготавливая тем самым поверхности для сварки. Поверхности сближаются до расстояния действия межатомных сил взаимодействия, и происходит схватывание по всей площади соединения. Продолжительность сварки взрывом не превышает нескольких микросекнд.

Перспективы и области применения сварки взрывом определяются способностью создавать в твердой фазе прочные соединения засчет поверхностных металлических связей без развития объемной диффузии вследствие скоротечности процесса на больших, практически неограниченных площадях (20 м^2).

Холодная сварка.

Холодная сварка – сварка давлением при значительной пластической деформации без нагрева свариваемых частей внешними источниками тепла. Холодной сваркой можно соединять только весьма пластичные металлы (алюминий и его сплавы, медь, свинец, олово …). Холодная сварка подразделяется на: точечную, шовную и стыковую. Точечной сваркой соединяют внахлестку листовые материалы.

Подготовленные к сварке заготовки 1 (рис. 14.18, а) устанавливают между соосно расположенными пуансонами 2. Под воздействием усилия осадки, пуансоны вдавливаются в металл заготовок, обеспечивая необходимую для сварки пластическую деформацию. Полученный сварной шов представляет собой дискретную последовательность сварных точек.

Шовной сваркой соединяют листовые материалы непрерывным швом.

Стыковой сваркой соединяют стержни по поверхности стыкуемых торцов.

Холодная сварка применяется: В автотракторной промышленности для: изготовления радиаторных трубок, карбюраторных поплавков и поплавков датчиков уровня топлива; изготовления медных и алюминиевых уплотнительных колец гидравлического оборудования, обрамляющих колец – окантовок приборных шкал, высоковольтных проводов, контактных групп реле; герметизации корпусов электрических приборов и т.д. В электротехнической и радиоэлектронной промышленности для: соединения медных и алюминиевых проводников, изготовления ребристых охладителей силовых полупроводниковых приборов, армирования медью алюминиевых токопроводящих элементов, герметизации корпусов радиоэлектронных изделий и т.д. В пищевой промышленности для: изготовления и герметизации алюминиевых емкостей.

Основы технологии формообразования сварных конструкций из разных сплавов.

Пайка материалов.

Пайка — технологическая операция, применяемая для получения неразъёмного соединения деталей из различных материалов путём введения между этими деталями расплавленного материала (припоя), имеющего более низкую температуру плавления, чем материал (материалы) соединяемых деталей.

Спаиваемые элементы деталей, а также припой и флюс вводятся в соприкосновение и подвергаются нагреву с температурой выше температуры плавления припоя, но ниже температуры плавления спаиваемых деталей. В результате припой переходит в жидкое состояние и смачивает поверхности деталей. После этого нагрев прекращается, и припой переходит в твёрдую фазу, образуя соединение.