Ультразвуковая сварка

Ультразвуковая сварка – это процесс соединения различного материала, при котором источником энергии выступает ультразвуковое колебание.
Общие сведения

Сущность ультразвуковой сварки является метод звукового колебания как одним из наиболее действенных инструментов для соединения конструкций твёрдых металлов. Она успешно используется для варки однородных и неоднородных соединений. Это возможно при подаче механической колебательной энергии в область сварки.

Схемы типовых колебательных систем металлов предоставлена на рисунке ниже: а – продольная; б – продольно-поперечная; в – продольно-вертикальная; г – крутильная; 1 – электроакустический преобразователь; 2 – волновое звено; 3 – акустическая развязка; 4 – сварочный наконечник; 5 – свариваемые детали.

Схема типовых колебательных соединений

Сварка металлических конструкций выполняется под действием системы стержневых колебаний.

Составляющим является ультразвуковой концентратор. Он оснащён преобразователем резонанса и сварочным наконечником.

В зависимости от разновидности соединений, их толщины, заготовки сжимаются с определённой силой.

Область применения

1. Ультразвуковая сварка как метод соединения широко применяется в несущих конструкциях авиационных линий.
2. Ультразвуковая сварка активно используется в автомобильной отрасли. Им можно успешно сваривать многожильные медные провода. Общий объём сечения может колебаться от 0,5 мм² , и достигать 45 мм² .
3. Ультразвуковая сварка задействована для производства электрических силовых агрегатов и патронов для подушек безопасности.
4. Данный метод хорошо зарекомендовал себя в электротехнической и электронной промышленности. Ультразвуковая сварка меди является качественным соединением с использованием ультразвука.
5. Ультразвуковая сварка даёт возможность качественного соединения фольги, проволоки и листов. А также в микроэлектронике для изготовления полупроводниковых приборов.
6. С помощью данного метода соединения выпускаются нагреватели бытовых холодильников.

Преимущества и недостатки

Рассматривая каждый метод варки однородных и неоднородных соединений нельзя пройти мимо положительных и отрицательных качеств. К плюсам использования метода, о котором идёт речь, можно отнести:

1. возможность выполнять работы без предварительной подготовки.
2. T режим может быть не большим.
3. Возможность прочно соединять термочувствительные конструкции.
4. Проведение варки элементов различной толщины.
5. Ультразвуковая сварка позволяет соединять разнородные металлы.
6. Варка характеризуется хорошими электрическими свойствами при небольшом переходном сопротивлении.

«На заметку!

Показатель прочность соединений на уровне 70% от прочности основного металла.»

Нельзя не согласиться, что данный метод – это скорость, экологическая чистота и экономичность.

Не будем восхищаться вышеперечисленными положительными моментами. Просто зафиксируем их в памяти. Хотя, и негатив нельзя откинуть в сторону, он существует:

• так при выполнении процесса рабочие детали может разворачивать;
• от используемого инструмента на рабочих поверхности остаются видимые вмятины;

Кроме этого, устройство ограничено эксплуатационным сроком. Возникают, определенного рода проблемы, в процессе проведения ремонтных работ.

Несмотря на это, можно утверждать, что ультразвуковая сварка прогрессивный метод , имеющий больше положительных моментов, нежели отрицательных.

Виды ультразвуковой сварки

В процессе рассмотрения эффективности использования данного метода варки, необходимо остановиться на соединении полупроводников.

В данном случае используется нахлёсточный способ соединения. К этому добавляется конструктивное оформление рабочих элементов. Данная технология ультразвуковой сварки заключается в соединении конструкций точечным методом с использованием одной или нескольких точек. Это может быть непрерывный шов или замкнутый круг. Когда проводится формовка проволочной рабочей заготовки, выполняется тавровое соединение с её плоскостью.

«Обратите внимание!

Этот вариант допускается при предварительной формовке!»

Ультразвуковая сварка проводников

Предусмотрена возможность пакетирования: одновременное соединение нескольких материалов воедино.

Ультразвуковая сварка пластика и пластмасс

Ультразвуковая сварка пластмасс. Варка этим способом возможна с использованием спецмашин. Это сложное, в технологическом плане устройство, где есть рабочие узлы, а именно:

1. Источник питания.
2. Колебательная система механического принципа действия.
3. Блок управления.
4. Привод давления.
5. Электромеханический преобразователь с обмоткой, заключённый в корпус с жидкостью для охлаждения.
6. Трансформатор упругих колебаний.
7. Сварочный наконечник.

Ультразвуковая сварка пластмасс

А также опора с механизмом давления на рабочие поверхности.

Ультразвуковая сварка пластмасс даёт возможность соединения микро/деталей.

Технологические схемы

Технологические схемы можно различить по характеру колебаний. Существует несколько вариантов, таких как:

1. Крутильный.
2. Изгибный.
3. Продольный.

Изгибные и продольные колебания используются для контурного, шовного и точечного соединения рабочих поверхностей.

Схема ультразвуковой сварки

К особенностям рабочего процесса УЗ/С можно отнести возможность формирования положительных соединений.

Создание нивелирных участков на обрабатываемых деталях, а также физический контакт возможен с использованием специального инструмента.

Видео-пример ультразвуковой сварки

Техника безопасности

При проведении работ соблюдение технологического процесса выполняется с использованием методов и условий противопожарной безопасности.

Неотъемлемой частью выполнения работ для обслуживающего персонала является использованием средств и методов индивидуальной защиты.

Рабочий процесс условно можно разделить на два этапа:

• подготовительные мероприятия;
• и рабочий цикл.

На первом этапе нужно подготовить рабочий материал, привести в соответствие рабочую площадь, освободив её от посторонних предметов, и проверить оборудование. Обратить внимание на исправность электрических соединений.

«Важно!

Осуществлять допуск к работе только для лиц достигших 18 летнего возраста и закончивших специальные курсы.»

Перед началом работ, мастер или ответственное лицо назначенное приказом, проводит инструктаж по ТБ (технике безопасности). О чём должна быть соответствующая роспись ознакомленного сотрудника в журнале инструктажа ТБ. Подробно о соблюдении ТБ написано в инструкции по проведению работ.

В интернете достаточно литературы по этому вопросу. Есть обучающие ролики, где показано не только видеоматериал данного метода, рабочих процессов, но и в полном объёме раскрывается тема ТБ.

Заключение

Ультразвуковая сварка в отдельных отраслях народного хозяйства стала незаменимым методом соединения однородных и неоднородных деталей, пластичных и твёрдых материалов.

Инженеры и сегодня трудятся над усовершенствованием рабочих инструментов. Цель научных работ – обеспечить ультразвуковой контроль сварки. Сделать варочный процесс более качественным и эффективным, обеспечив его новым оборудованием.

Сегодня не только в производстве возможно использование данного метода. Возможна ультразвуковая сварка своими руками при выполнении несложных в техническом плане работ. Это может быть ультразвуковая сварка проводов различных бытовых приборов и металлов.