1.Ультразвуковая сварка (рис. 86с)

Ультразвуковая сварка(УЗС) - сварка давлением, при которой механические колебания высокой частоты и малой амплитуды и статическая сила формируют шов между двумя свариваемыми заготовками при температуре значительно ниже температуры плавления металла.

М 1 2 3 7 Рсв 4 5 6 А А1 А1 ˃˃ А

Рис. 86С. Схема ультразвуковой сварки (УЗС).

При ультразвуковой сварке используются сжимающая сила (давление) Рсв, создаваемая моментом М, приложенном в узле колебаний, и вибрации при взаимном трении свариваемых поверхностей. Силы трения возникают в результате действия на заготовки механических колебаний с ультразвуковой частотой 15-30 кГц. Для получения механических колебаний высокой частоты используется магнитострикционный эффект, заключающийся в изменении размеров некоторых металлов и сплавов (например: феррит, никель) под действием переменного магнитного поля.

Процесс ультразвуковой сварки осуществляется следующим образом.

Свариваемые заготовки 5 размещаются на опоре 6. Наконечник 4, рабочий инструмент 3 и трансформатор продольных колебаний 2 образуют волновод. Волновод присоединен к магнитострикционному преобразователю 1 с катушкой 7. Переменный ток от высокочастотного генератора, проходя по обмотке катушки, возбуждает в ней переменное магнитное поле, под действием которого преобразователь 1 изменяет свои размеры. Эти колебания (расширение и сжатие) передаются волноводу, который увеличивает их амплитуду с 1-3 мкм (А) до десятков мкм (А₁) на наконечнике 4.

В результате ультразвуковых колебаний в тонких слоях контактирующих поверхностей разрушаются поверхностные пленки, слои металла нагреваются и пластически деформируются. При сближении свариваемых поверхностей под действием силы Рсв на расстояние действия межатомных сил между ними возникает прочная связь.

ОСНОВНЫЕ РЕЖИМЫ СВАРКИ

Основными режимами ультразвуковой сварки являются: усилие (давление) сварки, частота ультразвуковых колебаний, амплитуда колебаний.

Преимущества.

Недостатки.

1. Отсутствие необходимости в присадочном материале.

2. Минимальные температурные деформации.

3. Отсутствие структурных изменений, вызванных высокой температурой нагрева.

4. Хорошие гигиенические условия технологического процесса.

5. Не требуется высокая квалификация сварщика.

1. Ограниченная номенклатура видов сварных соединений (как правило нахлесточные соединения).

2. Ограниченный диапазон толщин и диаметров свариваемых элементов.

Область применения.

Ультразвуковая сварка применяется для получения нахлесточных соединений. Можно сваривать фольгу, тонкие листы, проволоку малого диаметра, а также приварить тонкие листы и фольгу к заготовке неограниченной толщины. Особенно предпочтителен этот процесс для соединения разнородных материалов. Области использования - микроэлектроника , производство полупроводниковых приборов, нагревателей бытовых холодильников, приборов тонкой механики и оптики, сращивание концов рулонов различных тонколистовых материалов (медь , алюминий , никель и их сплавы).