Ультразвукове зварювання

Ультразвукове зварювання зварює метал ультразвуковими коливаннями, які є джерелом енергії. Таким зварюванням можна варити не лише метали, а й неметалеві матеріали. Застосовується при шовному зварюванні, точковому та контурному. У цьому випадку застосовують згинальні та поздовжні механічні коливання. Ультразвукове зварювання зварює метал ультразвуковими коливаннями із частотою 20-60 кГц. Такі коливання створюються внаслідок подачі струму від ультразвукового генератора на обмотку магнітострикційного перетворювача, зібраного з тонких пластин 0,1-0,2 мм. Матеріал цих пластин дозволяє змінювати свої геометричні розміри під впливом змінного магнітного поля. Укорочення або подовження магнітостриктора сприяє напрям магнітного поля вздовж пакета пластин, завдяки чому відбувається перетворення високочастотних електричних коливань на механічні коливання.

Ультразвуковий метод зварювання

Ультразвуковий метод зварювання включає наступне:

• деталі, що зварюються, скріплюються під тиском;
• піддаються високочастотному коливанню, відбувається вібрація, що викликає напругу у місці з'єднання;
• внаслідок такої стикування на поверхні виробляється теплота, що виробляється тертям, сила вектора вібрації до поверхні спрямована під прямим кутом;
• Високочастотна електрична енергія перетворюється на вертикально-механічний рух.

Високочастотні коливання відбуваються при сухому терті частинок у поверхнях, що зварюються, при якому руйнуються поверхневі плівки оксидів. Після цього починається чисте тертя, воно сильніше, утворюються точки схоплювання. Починається утворення зерен, що належать двом поверхням металів, утворюється загальний кордон.

Ультразвуковий метод зварювання виконується:

• за рельєфами;
• внахлестку;
• методом стику плоского елемента з круглим;
• шляхом роздавлювання кромок;
• багатошарових деталей та плівок.

Амплітуда коливань і механічна коливальна система є дуже важливим технологічним параметром зварювальної установки, оскільки вони передають ультразвукову енергію в деталь, що зварюється. Для необхідної ефективної роботи необхідна амплітуда 30-70 мкм.

Ультразвукове зварювання металу

Ультразвукове зварювання металу відноситься до одного з різновидів повноцінного зварювання. Металеві кристали зближуються на атомну відстань, що викликає сильне тяжіння та міцне зварювальне з'єднання без нагрівання металу до температури плавлення. Таке зварювання не потребує припою, сполучних провідників, наступного технологічного етапу очищення поверхні. Це екологічно чистий спосіб з'єднання металу.

Переваги ультразвукового зварювання металу:

• не потрібно очищати поверхню, що зварюється, тільки від жиру;
• обмежене, локальне нагрівання;
• доступна у важких місцях;
• немає шкідливих виділень;
• частки секунди від нагріву до зварювання;
• зварюються дуже тонкі листи до 0,001 мм.

Недоліки такого зварювання:

• діапазон товщин дуже обмежений;
• дорожнеча генераторів ультразвуку;
• додатковий зовнішній стиск.