Ультразвуковая сварка

Ультразвуковая сварка сваривает металл ультразвуковыми колебаниями, которые служат источником энергии. Такой сваркой можно варить не только металлы, но и неметаллические материалы. Применяется при шовной сварке, точечной и контурной. В этом случае применяют изгибные и продольные механические колебания. Ультразвуковая сварка сваривает металл ультразвуковыми колебаниями с частотой 20-60 кГц. Такие колебания создаются в результате подачи тока от ультразвукового генератора на обмотку магнитострикционного преобразователя, собранного из тонких пластин 0,1-0,2 мм. Материал этих пластин позволяет изменять свои геометрические размеры при воздействии переменного магнитного поля. Укорочению или удлинению магнитостриктора способствует направление магнитного поля вдоль пакета пластин, благодаря чему происходит преобразование высокочастотных электрических колебаний в механические колебания.

Ультразвуковой метод сварки

Ультразвуковой метод сварки включает в себя следующее:

• свариваемые детали скрепляются под давлением;
• подвергаются высокочастотному колебанию, происходит вибрация, которая вызывает напряжение в месте соединения;
• вследствие такой состыковки на поверхности вырабатывается теплота, вырабатываемая трением, сила вектора вибрации к поверхности направлена под прямым углом;
• высокочастотная электрическая энергия преобразуется в вертикально-механическое движение.

Высокочастотные колебания происходят при сухом трении частиц в свариваемых поверхностях, при котором разрушаются поверхностные пленки окислов. После этого начинается чистое трение, оно сильнее, образуются точки схватывания. Начинается образование зерен, принадлежащих двум поверхностям металлов, появляется общая граница.

Ультразвуковой метод сварки выполняется:

• по рельефам;
• внахлестку;
• методом стыка плоского элемента с круглым;
• путем раздавливания кромок;
• многослойных деталей и пленок.

Амплитуда колебаний и механическая колебательная система являются очень важным технологическим параметром сварочной установки, так как они передают ультразвуковую энергию в свариваемую деталь. Для необходимой эффективной работы необходима амплитуда 30- 70 мкм.

Ультразвуковая сварка металла

Ультразвуковая сварка металла относится к одной из разновидностей полноценной сварки. Металлические кристаллы сближаются на атомное расстояние, что вызывает сильнейшее притяжение и прочное сварочное соединение без нагрева металла до температуры плавления. Такая сварка не требует припоя, соединительных проводников, последующий технологический этап очистки поверхности. Это экологически чистый способ соединения металла.

Преимущества ультразвуковой сварки металла:

• не требуется очищать свариваемую поверхность, только от жира;
• ограниченное, локальное нагревание;
• доступна в трудных местах;
• нет вредных выделений;
• доли секунды от нагрева до сваривания;
• свариваются очень тонкие листы до 0,001 мм.

Недостатки такой сварки:

• диапазон толщин очень ограниченный;
• дороговизна генераторов ультразвука;
• дополнительное внешнее сжатие.