Ультразвукове зварювання - студопедія

Мал. 5.31. Ультразвукове зварювання:

1 - магнітострикційний перетворювач; 2 - трансформатор поздовжніх пружних коливань; 3 - робочий інструмент; 4 - наконечник; 5 - зварюються заготовки; 6 - опора; М - момент в вузлі коливань; Р - стискаюча сила; А - амплітуда поздовжніх коливань

Для отримання механічних коливань високої (ультразвуковий) частоти використовують магнітострикційні ефект, що полягає в зміні розмірів деяких матеріалів (фериту, пермаллоя, нікелю) під дією змінного магнітного поля. Цей ефект отримують за допомогою магнитострикционного перетворювача 1 (рис. 5.31) і оскільки зміни розмірів від нього дуже незначні, то для збільшення амплітуди А поздовжніх механічних коливань в напрямку зони зварювання використовують хвилевід, зазвичай має звужується форму і складається з трансформатора 2 поздовжніх пружних коливань, з'єднаного з робочим інструментом 3. на кінці якого закріплений наконечник 4. впливає на зварюються заготовки 5. встановлені на опорі 6. за допомогою моменту М. прикладеного в вузлі коливання й, в наконечнику 4 створюється стискаюча сила Р. діюча на зварюються заготовки. Посилені ультразвукові коливання створюють на з'єднуються поверхнях сили тертя, що викликають нагрівання і руйнують поверхневі плівки, в результаті чого під дією сили Р відбувається пластична деформація, яка зближує сполучаються поверхні на відстань дії міжатомних сил, що і призводить до виникнення міцного зв'язку.

Порівняно невелика тепловий вплив на зварюються матеріали забезпечує мінімальні зміни їх структури, механічних та інших властивостей. Наприклад, при зварюванні міді температура в зоні контакту не перевищує 600 ° С, а при зварюванні алюмінію 200 ... 300 ° С. Це особливо важливо при зварюванні хімічно активних матеріалів.

Ультразвуковий зварюванням можна отримувати точкові і шовні з'єднання внахлестку, а також сполуки по замкнутому контуру, наприклад, кільця, для чого в хвилевід вставляють змінний наконечник у формі труби, поперечні розміри якої відповідають отримується кільцевому з'єднанню.

Ультразвуковий зварюванням можна зварювати заготовки товщиною 0,001 ... 1 мм, а також приварювати тонку фольгу і листи до масивних деталей. Ультразвук настільки активно руйнує поверхневу плівку, що дозволяє без попереднього очищення отримувати високоякісні з'єднання окислених або покритих лаком поверхонь.

Ультразвукове зварювання дозволяє з'єднувати різнорідні матеріали, наприклад, алюміній з міддю, мідь зі сталлю і т.п. а також знаходить особливо широке застосування при зварюванні пластмас. Ультразвукове зварювання використовується в приладобудуванні, радіоелектроніці та авіаційної промисловості.