Новочеркасский завод сварочных электродов

Ультразвуковая сварка

Сварка ультразвуком, или же ультразвуковая сварка, становится возможной за счёт колебаний, которые называются ультразвуковые, частота этих колебаний составляет от 20 до 40 кГц.ultrazvukovaya-svarka

Давление которое прилагается к свариваемым деталям имеет склонность сжиматься, это второй фактор, благодаря которому сварка ультразвуком существует и существует очень продуктивно.

Получение в установках ультразвуковых колебаний

Из пластин, толщина которых составляет от 0,1 до 0,2 мм, собираю магнитострикционный вибратор, или правильней сказать преобразователь, затем, на этот преобразователь из ультразвукового генератора подаётся электрический ток.

Примечательно ещё и то, что материал из которого сделаны эти пластины, может с лёгкостью изменять свои свойства и геометрические параметры, когда на него воздействуют магнитные поля переменного тока.

Что бы получить механические колебания из электрических, высокочастотных колебаний, достаточно направить магнитное поле вдоль этих самых пластин, это действие непременно приведёт к удлинению или же к укорочению магнитостриктора, что в конечном итоге и повлияет на получение необходимых колебаний.

Далее преобразователь скрепляется клеем или же припоем с концентратором или же с волноводом, это скрепление позволяет многократно усилить и довести амплитуду колебаний до нужного состояния.

Стоит отметить, что цилиндрические волноводы, как таковые при передаче колебаний амплитуду не меняют, а что касается конических и ступенчатых концентраторов, то они напротив, положительно воздействуют на колебания усиливая их.

Какие у концентратора будут размеры и какая у него будет форма, специально рассчитывают, учитывая то, какие показатели коэффициента усиления необходимо получить.

Для того, что бы у рабочего выступа, колебания имели амплитуду от 20 до 30 мкм на холостом ходу, то вполне достаточным коэффициентом будет 5.

Что касается самих размеров системы, то их специально подбирают таким образом, что бы в той зоне где будет производится сварка ультразвуком, колебания были максимальными.

Ультразвук применение

  • Соединение тонкой фольги
  • Соединение проволоки
  • Соединение листов
  • Соединение разнородных материалов

При применении метода сварки ультразвуком стоит заметить, что когда ультразвуковая частота совершает колебательные движения, практически все неровности поверхности начинают разрушаться, а так же к разрушению склонен и оксидный слой.

ultrazvukovaya svarkaОт трения, которое образовывается в результате поступательно возвратных движений поверхностей, которые на текущий момент контактируют, идёт нагревание поверхностных слоёв свариваемых материалов.

Стоит обратить внимание, что трение не является единственным источником при сварке, который создаёт теплоту, однако вклад трения в качественное образование сварного соединения не стоит недооценивать, трение так же является одной из главных особенностей ультразвуковой сварки, которое для получения результата играет существенную роль.

Сварка ультразвуком, или же, ультразвуковая сварка обычно применяется как для сваривания различных полимерных материалов, так и для сваривания различных металлов, которые обладают небольшой толщиной.

Когда происходит сварка полимеров, колебания которые являются ультразвуковыми, волноводом подаются к поверхностям соединяемых деталей, в связи с этим образуется диффузия.

Другими словами, макромолекулы начинают перемещаться из одной детали, которая подвергается свариванию в другую.

Достоинства

  • Для сварки достаточно небольшой электрической мощности
  • Детали почти не нагреваются
  • При сварке нет вредных выделений
  • Скорость сварки – высокая
  • Процесс сварки ультразвуком автоматизирован
  • Быстрая подготовка деталей (обезжиривание)
  • Возможность сваривать листы, чья толщина является ультратонкой, а именно до 0,001 мм.

ultrazvukovaya-svarka 2

На сегодняшний день, ультразвуковая сварка стала очень популярна, и есть от чего, дело в том, что ультразвук применяют не только в металлургии, но и в медицине и много ещё где.

Костные ткани, которые находятся в живом организме, так же могут подвергаться сварке ультразвуком, такая сварка основана на ускорении ультразвуком некоторые процессы полимеризации мономеров.

В обычных условиях, процесс полимеризации может идти достаточно долго, вплоть до нескольких часов, с помощью же ультразвука, твёрдый полимер можно получить в течении всего нескольких секунд.

Такая быстрая реакция возникает за счёт циакрина, (цианакриловая кислота).

Именно благодаря циакрину, можно соединить, или же сварить два обломка костной ткани, которые смешаны с костной тканевой стружкой.

Сама процедура на удивление простая, выглядит она следующим образом.

ultrazvukovaya svarka 2Затвердевший циакрин, плотно прикрепляется к костной ткани, затем под воздействием ультразвуковых колебаний с лёгкостью проникает в капилляры этой самой ткани, именно этот процесс и является началом воссоединения отдельных костных частей.

Ультразвуковая сварка так же помогает справиться с такой проблемой, как присоединение к полупроводниковым приборам проводников из алюминия кристаллов кремния, благодаря которым становится возможным подключение приборов к электрическим цепям.

Стоит отметить, что присоединение выводов несомненно является самым сложным и трудоёмким процессом во всём цикле, от начала до самого конца в изготовлении приборов.