Ультразвуковая сварка, схема процесса, применение.

⇐ ПредыдущаяСтр 35 из 85Следующая ⇒

Ультразвуковая сварка (УЗС) – это сварка давлением, осуществляемая при воздействии ультразвуковых колебаний. Сварные соединения образуются в результате совместного действия на детали сдвигающих высокочастотных механических колебаний, сопровождающихся нагревом свариваемых деталей в зоне их контакта, и сжимающего усилия, действующего перпендикулярно к соединяемым поверхностям.

Ультразвуковые колебания представляют собой упругие волны, которые распространяются в любой материальной среде, находящейся в твёрдом, жидком или газообразном состоянии.

В зоне УЗС в зависимости от конструкции волновода и крепления инструмента (наконечника, электрода) можно получить продольные, поперечные и крутильные колебания. Упругие колебания генерируются с двойной частотой относительно частоты переменного тока.

Типы колебательных систем. При УЗС металлов и пластмасс применяют три типовые колебательные системы: поперечная, продольная и продольно-поперечная.

Колебательная система (рис. 23) состоит из электромеханического преобразователя 1 с обмотками, заключенного в металлический корпус 2, охлаждаемый водой; трансформатора упругих колебаний 5; сварочного наконечника 4; опоры с механизмом давления 5 и свариваемых деталей 6. Крепление колебательной системы производят с помощью диафрагмы 7. Ультразвук излучается только в момент сварки точки.

Стадии формирования соединений.УЗС осуществляется под действием трения, вызванного возвратно-поступательным перемещением поверхностей. Процесс образования соединений происходит в течение трёх стадий.

На первой стадии возникает сухое трение, приводящее к очистке поверхностей. За счёт контактной деформации и смятия микровыступов удаляются адсорбированные плёнки жидкости, а также поверхностные окислы и органические плёнки. Образуется физический контакт, свариваемые поверхности сближаются на расстояние межатомного взаимодействия. В зоне контакта свариваемых деталей растёт температура.

На второй (активационной) стадии за счёт выхода дислокаций и вакансий на контактную границу раздела образуются ненасыщенные химические связи, способные вступать во взаимодействие с образованием сварного соединения. Вышедшие на поверхность вакансии разрывают насыщенные химические связи и, таким образом, могут являться активными центрами схватывания (при сжатии). В процессе цикла разгрузки и появления растягивающих напряжений вакансии уходят с поверхности в объём свариваемого металла, что также приводит к разрыву насыщенных химических связей на свободной поверхности и образованию активных центров. Затем эти центры (контактные пятна) сливаются в единое контактное пятно с мелкими участками непровара.

На третьей (релаксационной) стадии вакансии и дислокации, образующиеся при пластической деформации, интенсифицируют кинетику объёмного диффузионного взаимодействия и процессов рекристаллизации. Формируется общая кристаллическая решётка, исчезают мелкие участки непровара.Нагрев в зоне сварки, по данным различных авторов, составляет (0,4…0,6)Тпл свариваемого металла.

К основным технологическим параметрам режима точечной ультразвуковой сварки относятся: 1) амплитуда ультразвуковых колебаний ςсв; 2) усилие сжатия при сварке Fсв = f (τ);

3) время сварки τсв; 4) форма инструмента (наконечника, электрода).

Область применения. Ультразвуковой сваркой соединяется большая группа металлов и их комбинаций:Al+Al, Cu+Cu, Ti+Ti, Ni+Ni, Ni+Cu, латунь + латунь, сталь + сталь, латунь + алюминий и др. Толщина свариваемых материалов колеблется от 0,005 + 0,005 до 3,0 + 3,0 мм. Диаметр привариваемых проволок находится в пределах 0,01…0,5 мм.

Шовная УЗС применяется сравнительно редко при сварке сталей, алюминий, никеля, меди, титана и др. металлов. Она успешно используется для соединения лавсановых, капроновых и полиэтиленовых тканей толщиной от 600 до 800 мкм.

Свариваемые детали перед сваркой рекомендуется подвергнуть обезжиривающей обработке. Анодированные слои и аналогичные покрытия, а также покрытия из пластмасс удалять не обязательно.

УЗС характеризуется малой энергоёмкостью, легко поддаётся автоматизации, является надёжным и высокоэффективным технологическим процессом.

⇐ Предыдущая 30 31 32 33 343536 37 38 39 Следующая ⇒

Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 547.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...