Заваряване ултразвукова пластмаса, пластмаси, метали, полимерни материали, алуминиеви профили. Ултразвуково заваряване: технология, вредни фактори

Ултразвуковото заваряване на метали е процес, при който Всичко в едно в твърдата фаза. Образуването на младежки места (в които се образуват връзки) и контактите между тях се осъществяват под влиянието на специален инструмент. Той осигурява съвместно действие на относителни променливи тангенциални премествания с малка амплитуда и с натиск върху детайлите. Нека разгледаме по-подробно какво представлява ултразвуковата технология за заваряване.

Механизъм за свързване

Смяната на ниска амплитуда се извършва между части с ултразвукова честота. Благодарение на тях микрокостността на повърхността на частите се подлага на пластична деформация. В същото време се отделя замърсяване от зоната на свързване. ултразвук механични вибрации се прехвърлят към заваръчната станция от инструмента от външната страна на обработвания детайл. Целият процес е организиран така, че да се избегне изплъзване на устройството и поддръжка на повърхностите на частите. По време на преминаването на трептенията през формите, енергията се разсейва. Това се осигурява от външно триене между повърхностите в началния етап на заваряване и вътрешно триене в материала, разположен между опората и инструмента след формирането на зоната за настройка. При връзката температурата се повишава, което улеснява деформацията.

Специфично поведение на материала

Тангенциалните движения между частите и напреженията, които са причинени от тях и действат заедно с компресията от заваръчната сила, осигуряват локализиране на интензивна пластична деформация в малки обеми в близките повърхнини. Целият процес е съпроводен с трошене и механична евакуация на оксидни филми и други замърсители. Ултразвуковото заваряване осигурява намаляване излишен стрес, така че да се улесни пластичната деформация.

Функции на процеса

Ултразвуковото заваряване помага да се създадат необходимите условия за свързване. Това се осигурява от механичните колебания на преобразувателя. Благодарение на вибрационната енергия се създават сложни напрежения на срязване, компресия и напрежение. Пластмасовата деформация настъпва при превишаване на границите на еластичност на материалите. Осигуряването на силна връзка се осигурява чрез увеличаване на зоната на директен контакт след евакуацията на повърхностни оксиди, органични и адсорбирани филми.

Приложение на САЩ

Ултразвукът се използва широко в научната област. С негова помощ учените изследват редица физични свойства на вещества и явления. В индустрията ултразвукът се използва за обезмасляване и почистване на продукти, работещи с трудни за работа материали. В допълнение, колебанията благоприятно засягат кристализационната стопилка. Ултразвукът им осигурява обезгазяване и смилане на зърното, което увеличава механичните свойства на отливките. Вибрациите допринасят за отстраняването на остатъчните натоварвания. Те също така се използват широко за увеличаване на скоростта на бавните химични реакции. Ултразвуковото заваряване може да се използва за различни цели. Колебанията могат да бъдат източник на енергия за образуването на връзки и точкови връзки. Когато ултразвукът се нанася върху заваръчната вана по време на кристализацията, механичните свойства на съединението се подобряват чрез смилане на структурата на съединението и интензивно отстраняване на газовете. Благодарение на факта, че вибрациите активно отстраняват примесите, изкуствените и естествените филми, възможно е да свържете части с окислени, лакирани и т.н. повърхности. Ултразвукът помага да се намалят или елиминират собствените си напрежения, които се появяват по време на заваряването. Поради вибрации е възможно да се стабилизира структурата на съединението. Това, от своя страна, помага да се предотврати възможността за спонтанна деформация на структурите след това. Ултразвуковото заваряване наскоро стана по-широко използвано. Това се дължи на несъмнените предимства на този метод на свързване в сравнение със студените и контактните методи. Особено често се използват ултразвукови вибрации в микроелектрониката. Обещаващата област е ултразвуковото заваряване полимерни материали. Някои от тях не могат да бъдат свързани по никакъв друг начин. В индустриалните предприятия в момента се извършва ултразвуково заваряване на тънкостенни алуминиеви профили, фолиа и проводници. Този метод е особено ефективен за свързване на продукти от хетерогенни суровини. ултразвук алуминиево заваряване Използва се в производството на домакински уреди. Този метод е ефективен за свързване на листови материали (никел, мед, сплави). Ултразвуковото заваряване на пластмаси намира приложение в производството на инструменти за оптика и фина механика. В момента са създадени и внедрени в производството машини за свързване на различни елементи от микросхеми. Устройствата са оборудвани с автоматични устройства, поради което производителността значително се увеличава.

Силата на ултразвук

Ултразвуковото заваряване на пластмаса осигурява цялостна връзка благодарение на комбинираното действие на високочестотни механични вибрации и относително малка компресионна сила. Този метод има много общо с студения начин. Силата на ултразвука, която може да се предава чрез средата, ще зависи от физическите свойства на последния. При надвишаване Ограничения на силата в зоните на компресия, твърдият материал ще се срути. В подобни ситуации кавитацията се получава в течности, придружени от появата на малки мехурчета и последвалото им удавяне. Заедно с последния процес се пораждат и местни натиск. Това явление се използва при почистването и преработката на продуктите.

Устройства възли

Ултразвуковото заваряване на пластмаса се извършва със специални машини. Представени са следните възли:

1. Захранване.
2. Вибрационна механична система.
3. Контролно оборудване.
4. Напрежение под налягане.

Осцилаторната система се използва за преобразуване на електрическата енергия в механична за нейното последващо пренасяне към мястото на свързване, концентрирането й и получаването на необходимата величина на скоростта на радиатора. В този възел има:

1. Електромеханичен конвертор с намотки. Той е затворен в метална обвивка и се охлажда с вода.
2. Трансформатор на еластичните колебания.
3. Заваръчен накрайник.
4. Поддръжка с механизъм под налягане.

Системата се фиксира посредством диафрагма. Излъчването на ултразвук се случва само по време на заваряването. Процесът се осъществява под въздействието на вибрации, натиск, приложен под прав ъгъл спрямо повърхността, и топлинния ефект.

Характеристики на метода

Ултразвуковото заваряване е най-ефективно за пластмасови суровини. Продуктите, изработени от мед, никел, злато, сребро и др., Могат да се комбинират както помежду си, така и с други продукти с ниско пластмасово покритие. С увеличаването на твърдостта, заваряемостта чрез ултразвук се влошава. Огнеупорните продукти на волфрам, ниобий, цирконий, тантал и молибден ефективно се комбинират с помощта на ултразвукови тестове. Ултразвуковото заваряване на полимери се счита за сравнително нов метод. Такива продукти също могат да бъдат свързани помежду си, както и с други твърди части. Що се отнася до метала, той може да се комбинира със стъкло, полупроводници, керамика. Можете също така да свържете детайлите през междинния слой. Например, стоманените продукти се заваряват заедно чрез алуминиева пластмаса. Поради краткия престой при повишена температура се получава висококачествено съединение от различни продукти. Свойствата на суровините претърпяват малки промени. Липсата на чужди примеси е едно от предимствата на ултразвуковото заваряване. Вредните фактори за хората също липсват. Когато се комбинират, се създават благоприятни хигиенни условия. Връзките на продуктите се различават по химична хомогенност.

Функции за свързване

Заваряването на метал се осъществява по правило чрез залепване. Това добавя различни дизайнерски елементи. Заваряването може да се извършва от точки (един или няколко), непрекъснат шев или в затворен кръг. В някои случаи, когато краят на обработвания детайл е предварително направен от жицата, той е свързан с равнината. Възможно е да се извърши ултразвуково заваряване на няколко материала едновременно (с опаковка).

Дебелина на частите

Тя е ограничена от горната граница. Когато дебелината на металния детайл се увеличи, е необходимо да се прилагат колебания с по-голяма амплитуда. Това ще компенсира загубата на енергия. Увеличаването на амплитудата, от своя страна, е възможно до определена граница. Ограниченията се свързват с вероятността от възникване на пукнатини от умора, големи вдлъбнатини от инструмента. В такива случаи трябва да се прецени доколко е подходящо ултразвуковото заваряване. На практика методът се използва за дебелината на продуктите от 3хелп-4 μm до 05ххххх-1 мм. Заваряването може да се използва за части с диаметър 0.01хлуп-05 мм. Дебелината на втория продукт може да бъде много по-голяма от първата.

Възможни проблеми

При прилагането на метода за ултразвуково заваряване е необходимо да се вземе предвид вероятността от умора, която не съществува при съществуващите съединения в продуктите. По време на процеса, обработваните детайли могат да се въртят една спрямо друга. Както беше казано по-горе, остатъците от повърхността на материала остават от инструмента. Самият апарат се характеризира с ограничен експлоатационен живот, дължащ се на ерозията на работната равнина. В определени точки материалът на продукта се заварява към инструмента. Това води до износване и разкъсване на устройството. Ремонтът на оборудването е съпроводен с редица трудности. Те са свързани с факта, че самият инструмент действа като елемент на интегрална, унифицирана конструкция на възела, чиято конфигурация и размери са изчислени точно на работната честота.

Подготовка на продукти и параметри на режима

Преди да извършите ултразвуково заваряване на сложни мерки с повърхността на частите не е необходимо. При желание е възможно да се подобри стабилността на качеството на връзката. За тази цел препоръчваме само да обезмаснявате продукта с разтворител. За свързването на сферографитни метали, цикълът със закъснение на импулса по отношение на момента на изстрелване на ултразвука се счита за оптимален. С относително висока твърдост на продукта, препоръчително е да изчакате леко нагряване преди да включите ултразвук.

Диаграми за заваряване

Има няколко. Технологичните схеми на ултразвуковото заваряване се различават по характера на трептенията на инструмента. Те могат да бъдат усукващи, огъващи, надлъжни. Също така, схемите се различават в зависимост от пространственото положение на устройството по отношение на повърхността на детайла, който ще бъде заварен, както и от начина, по който се пренасят компресивните сили върху продуктите и структурните характеристики на носещия елемент. За контури, зашиване и точково свързване се използват варианти с огъване и надлъжни колебания. Ултразвуковият ефект може да се комбинира с локално импулсно загряване на части от отделен източник на топлина. В този случай можете да постигнете редица предимства. На първо място, възможно е да се намали амплитудата на колебанията, както и силата и времето на тяхното предаване. Енергийните свойства на топлинния импулс и периодът на неговата суперпозиция се явяват като допълнителни параметри на процеса.

Термичен ефект

Ултразвуковото заваряване е придружено от повишаване на температурата в мястото на свързване. Възникването на топлина се причинява от появата на триене върху повърхностите на контактните артикули, както и от пластични деформации. Те всъщност съпътстват образуването на заварена фуга. Температурата в мястото на контакт ще зависи от параметрите на здравината. Най-важното е степента на твърдост на материала. В допълнение, неговите термофизични свойства са незначителни: топлинна проводимост и топлинна мощност. Избраният режим на заваряване влияе на нивото на температурата. Както показва практиката, възникващият термичен ефект не действа като определящо условие. Това се дължи на факта, че максималната якост на фугите в продуктите е достигната по-рано от повишаването на температурата до граничното ниво. Намаляване на продължителността на предаване на ултразвукови вибрации може да се направи чрез предварително загряване на частите. Това също ще подобри здравината на ставата.

заключение

Ултразвуковото заваряване сега е незаменим метод за съединяване на части в някои промишлени отрасли. Този метод е особено широко разпространен в микроелектрониката. US ви позволява да свържете различни пластмасови и твърди материали. Днес се извършва активна научна работа за подобряване на инструментите и технологиите за заваряване.