Заварување на ултразвучна пластика, пластика, метали, полимерни материјали, алуминиумски профили. Ултразвучно заварување: технологија, штетни фактори

Ултразвучно заварување на метали е процес во кој се добива се-во- едно соединение во цврста фаза. Формирањето на јувенилни места (во кои се формираат врски) и контакт меѓу нив се случуваат под влијание на специјална алатка. Тоа обезбедува заедничко дејство на релативно наизменични тангенцијални поместувања на мала амплитуда и нормална сила на притисок на работните парчиња. Ајде да размислиме понатаму во детали што технологијата за ултразвучно заварување е.

Механизам за поврзување

Низ-амплитудна смена се јавува помеѓу деловите со ултразвучна фреквенција. Поради нив, микросостојбата на површината на деловите се подложува на пластична деформација. Во исто време, загадувањето е евакуирано од зоната за поврзување. Ултразвучните механички вибрации се пренесуваат на местото за заварување од алатот од надворешната страна на работното парче. Целиот процес е организиран на таков начин што ќе се избегне лизгање на уредот и поддршка на површините на деловите. За време на преминувањето на осцилациите низ преформите, енергијата дисипира. Ова е обезбедено со надворешно триење помеѓу површините во почетната фаза на заварување и внатрешно триење во материјалот лоциран помеѓу потпорот и алатот по формирањето на областа за поставување. Во врска, температурата се зголемува, што ја олеснува деформацијата.

Специфично однесување на материјалот

Тангенталните движења помеѓу деловите и стресовите кои се предизвикани од нив и дејствуваат заедно со компресија од силата на заварување, обезбедуваат локализација на интензивна пластична деформација во мали волумени во блиските површински слоеви. Целиот процес е придружен со дробење и механичка евакуација на оксидни филмови и други загадувачи. Ултразвучно заварување обезбедува намалување на точката на растење, што ја олеснува пластичната деформација.

Процес функции

Заварување ултразвук помага да се формираат потребните услови за поврзување. Ова е обезбедено од механичките осцилации на конверторот. Поради енергијата на вибрациите се создаваат сложени напрегања за сечење, компресија и напнатост. Пластичната деформација се јавува кога се надминуваат границите на еластичноста на материјалите. Добивањето на силна врска се обезбедува преку зголемување на површината на директен контакт по евакуација на површинските оксиди, органски и адсорбирани филмови.

Примена на САД

Ултразвукот е широко користен во научната област. Со помош, научниците истражуваат голем број на физички својства на супстанции и феномени. Во индустријата, ултразвук се користи за одмастување и чистење на производи, кои работат со хард-за-работа материјали. Освен тоа, осцилациите позитивно влијаат на кристализирачката топење. Ултразвукот обезбедува нивно дегасирање и мелење на жито, зголемување на механичките својства на литиумските материјали. Вибрациите придонесуваат за отстранување на преостанатите стресови. Тие исто така се широко користени за зголемување на брзината на бавните хемиски реакции. Ултразвучно заварување може да се користи за различни цели. Осцилациите можат да станат извор на енергија за формирање на врски за шиење и точка. Кога ултразвук се нанесува на заварувачката бања за време на кристализација, механичките својства на зглобот се подобруваат со мелење на структурата на зглобот и интензивно отстранување на гасовите. Поради фактот што вибрациите активно ги отстрануваат загадувачите, вештачките и природните филмови, делови можат да бидат поврзани, со оксидирани, лакирани и тн. Површини. Ултразвукот помага да се намалат или отстранат стресовите што се јавуваат при заварување. Поради вибрации, можно е да се стабилизира структурата на соединението. Ова, пак, помага да се спречи можноста за спонтана деформација на структурите потоа. Ултразвук заварување неодамна стана пошироко користен. Ова се должи на несомнените предности на овој метод на поврзување во споредба со ладни и контактни методи. Особено често, ултразвучни вибрации се користат во микроелектрониката. Ултразвучното заварување на полимерните материјали се смета за ветувачка насока . Некои од нив не можат да бидат поврзани со кој било друг метод. Во индустриските претпријатија, во моментов се врши ултразвучно заварување на алуминиумски профили, фолии и жици со тенки ѕидови. Овој метод е особено ефикасен за приклучување на производи од хетерогени суровини. Ултразвучно заварување на алуминиум се користи во производството на апарати за домаќинство. Овој метод е ефикасен за приклучување на лим материјали (никел, бакар, легури). Ултразвучно заварување на пластика пронајде примена во производството на инструменти за оптика и фина механика. Во моментов, создадени се и се воведуваат машини за поврзување на различни елементи на микросхемот. Уредите се опремени со автоматски уреди, поради што продуктивноста значително се зголемува.

Моќност на ултразвук

Ултразвучно заварување на пластика обезбедува неразделно поврзување поради комбинирано дејство на високофреквентни механички вибрации и релативно мала сила на притисок. Овој метод има многу врска со ладниот начин. Моќта на ултразвукот што може да се пренесе преку медиумот ќе зависи од физичките својства на вториот. Ако се надминат границите на јачината во зградите за компресија, цврстиот материјал ќе се распадне. Во слични ситуации, кавитација се јавува во течности, придружени со појава на мали меурчиња и нивно последователно треснување. Заедно со вториот процес, се јавуваат локални притисоци. Овој феномен се користи за чистење и преработка на производи.

Уреди на уреди

Ултразвучно заварување на пластика се врши со помош на специјални машини. Тие ги имаат следните јазли:

1. Напојување.
2. Осцилирачки механички систем.
3. Контролна опрема.
4. Притисок.

Осцилирачкиот систем се користи за претворање на електричната енергија во механички за нејзино понатамошно пренесување на местото за поврзување, за да се концентрира и да се добие потребната големина на брзината на ладилникот. Во овој јазол има:

1. Електромеханички конвертор со намотки. Тој е затворен во метално куќиште и се лади со вода.
2. Трансформатор на еластични осцилации.
3. Совет за заварување.
4. Поддршка со механизам на притисок.

Системот е фиксиран со помош на дијафрагмата. Зрачењето на ултразвукот се јавува само во времето на заварување. Процесот се јавува под влијание на вибрациите, притисокот применет под прав агол на површината и термичкиот ефект.

Карактеристики на методот

Ултразвучно заварување е најефикасно за пластични суровини. Производите изработени од бакар, никел, злато, сребро и др. Можат да се комбинираат едни со други и со други нископластични производи. Со зголемување на цврстината, заварувањето со ултразвук се влошува. Огноотпорни производи од волфрам, ниобиум, циркониум, тантал и молибден ефикасно се комбинираат со помош на ултразвучно испитување. Ултразвучно заварување на полимери се смета за релативно нов метод. Таквите производи, исто така, можат да се поврзат едни со други, како и со други цврсти делови. Што се однесува до метал, може да се комбинира со стакло, полупроводници, керамика. Исто така, можете да ги поврзете работните парчиња преку меѓуслоен. На пример, челичните производи се заваруваат заедно преку алуминиумска пластика. Поради краткиот престој при покачена температура, се добива висококвалитетно соединение од различни производи. Карактеристиките на суровините се подложуваат на мали промени. Отсуството на странски нечистотии е една од предностите што ги има ултразвучно заварување. Исто така, отсуствуваат и штетни фактори за луѓето. Кога се комбинираат, се создаваат поволни хигиенски услови. Обврзниците на производите се разликуваат во хемиска хомогеност.

Карактеристики за поврзување

Заварувањето на металот се изведува, по правило, со лапање. Ова додава различни елементи на дизајнот. Заварувањето може да се врши со точки (едно или повеќе), со континуиран слој или во затворен круг. Во некои случаи, кога крајот на работното парче се изведува од жицата, тој е врзан заедно со авионот. Можно е да се изврши ултразвучно заварување на неколку материјали истовремено (со пакет).

Дебелина на делови

Тоа е ограничено со горната граница. Кога се зголемува дебелината на металниот дел, потребно е да се користат осцилации со поголема амплитуда. Ова ќе компензира за загубата на енергија. Зголемувањето на амплитудата, пак, е можно до одредена граница. Ограничувањата се асоцирани со веројатност за пукнатини на замор, големи вдлабнатини од алатката. Во такви случаи, треба да се процени колку е соодветно заварување на ултразвук. Во пракса, методот се користи за дебелина на производи од 3 ... 4 μm до 05 ... 1 mm. Заварувањето исто така може да се користи за делови со дијаметар од 0.01 ... 05 mm. Дебелината на вториот производ може да биде многу поголема од првата.

Можни проблеми

Кога се користи методот на ултразвучно заварување, неопходно е да се земе во предвид веројатноста за замор на замор на постоечките соединенија во производите. За време на процесот, работните парчиња може да се ротираат релативно едни на други. Како што беше кажано погоре, вдлабнатините остануваат на површината на материјалот од алатката. Самиот уред има ограничен животен век, кој се должи на ерозијата на нејзиниот работен авион. На поединечни точки материјалот на производот е заварен на алатот. Ова води кон абење на уредот. Поправка на опрема е придружена со голем број на тешкотии. Тие се поврзани со фактот дека самиот инструмент делува како елемент на интегрален, унифициран дизајн на јазолот, чија конфигурација и димензии се пресметуваат токму на оперативната фреквенција.

Подготовка на производи и параметри на владата

Пред вршење на ултразвучно заварување на сите комплексни мерки со површината на деловите не треба. Доколку сакате, можно е да се подобри стабилноста на квалитетот на конекцијата. За оваа намена, препорачливо е само да го разградите производот со растворувач. За поврзување на пластични метали, циклусот со задоцнување на пулсот во однос на моментот на лансирање на ултразвукот се смета за оптимален. Со релативно висока тврдост на производот, препорачливо е да се почека за мало загревање пред да се вклучи ултразвукот.

Дијаграми за заварување

Постојат неколку. Технолошките шеми на ултразвучно заварување се разликуваат во природата на осцилацијата на алатката. Тие можат да бидат торзиони, виткање, надолжни. Исто така, шемите се разликуваат во зависност од просторната положба на уредот во однос на површината на работното парче што треба да се заварува, како и начинот на кој компресивните сили се пренесуваат на производите и структурните карактеристики на потпорниот елемент. Варијации со виткање и надолжни осцилации се користат за контурите, шиењето и точката. Ултразвучниот ефект може да се комбинира со локално импулсно греење на делови од посебен извор на топлина. Во овој случај, може да постигнете повеќе предности. Прво, можно е да се намали амплитудата на осцилациите, како и силата и времето на нивното пренесување. Енергетските својства на термичкиот пулс и периодот на нејзината суперпозиција на ултразвук се појавуваат како дополнителни параметри на процесот.

Термички ефект

Ултразвучно заварување е придружено со зголемување на температурата на заедничката локација. Појавата на топлина е предизвикана од појавата на триење на површините на контактните артикли, како и од пластични деформации. Тие, всушност, го придружуваат формирањето на заварен зглоб. Температурата на контактната локација зависи од параметрите на силата. Најважно е степенот на цврстина на материјалот. Покрај тоа, неговите термофизички својства не се од мала важност: топлинска спроводливост и топлински капацитет. Избраниот режим на заварување влијае на нивото на температурата. Како што покажува практиката, новиот термички ефект не дејствува како услов за одредување. Ова се должи на фактот дека максималната јачина на зглобовите во производите е постигната порано отколку што температурата се зголемува до граничното ниво. Намалување на времетраењето на пренос на ултразвучни вибрации може да се направи со предзагревање на деловите. Ова исто така ќе ја подобри јачината на зглобот.

Заклучок

Ултразвучно заварување сега е незаменлив метод за спојување делови во некои индустриски гранки. Овој метод е особено распространет во микроелектрониката. САД ви овозможува да поврзете различни пластични и цврсти материјали. Денес активно се спроведува научна работа за подобрување на алатките и технологиите за заварување.