NTF-OPTEX

Одним из увлекательных и многообещающих промышленных применений ультразвука является ультразвуковая сварка (УЗС). Этот метод сварки характеризуется очень ценными технологическими качествами: возможностью соединения металлов без снятия поверхностных пленок и расплавления, в особенности неплохой свариваемостью незапятнанного и сверхчистого алюминия, меди, серебра; возможностью соединения тончайших железных фольг со стеклом и керамикой.Ультразвуком сваривается большая половина узнаваемых термопластичных полимеров. Ультразвуковая сварка пластмасс тем паче ценна, что для ряда полимеров она является единственно вероятным надежным методом соединения. Полистирол один из более всераспространенных полимеров для производства разных изделий крупносерийного производства более правильно сваривать ультразвуком.Повышенное внимание исследователей завлекла возможность внедрения УЗС при производстве изделий микроэлектроники.

Черта механической колебательной системы

Технологическое оборудование для ультразвуковой сварки, независимо от физико-механических параметров свариваемых материалов, которые являются конкретными объектами насыщенного воздействия ультразвуковых колебаний, имеет одну структуру и состоит из последующих узлов: источника питания, аппаратуры управления сварочным циклом, механической колебательной системы и привода давления.Важным узлом, составляющим базу и специфику оборудования и технологии ультразвуковой сварки металлов и пластмасс, является механическая колебательная система. Эта система служит для преобразования электронной энергии в механическую, передачи этой энергии в зону сварки, согласования сопротивления нагрузки с внутренним сопротивлением системы и геометрических размеров зоны ввода энергии с размерами излучателя, концентрирования энергии и получения нужной величины колебательной скорости излучателя. Система должна работать с наибольшим к. п. д. на резонансной частоте независимо от конфигурации сопротивления нагрузки.Типовая колебательная система состоит из электромеханического преобразователя, волноводного звена трансформатора либо по другому концентратора колебательной скорости, акустической развязки системы от корпуса машины, излучателя ультразвука сварочного наконечника и опоры, на которой размещаются свариваемые детали. Обширно известны колебательные системы с внедрением резонирующих стержней, работающих в режиме изгибных колебаний.Электромеханические преобразователи  изготовляются из магнитострикционных либо электрострикционных материалов (никель, титанат бария и др.). Под воздействием переменного электрического поля в преобразователе появляются механические напряжения, которые вызывают упругие деформации материала. Таким макаром, преобразователь является источником механических колебаний. Волноводное звено  служит для передачи энергии к сварочному наконечнику. Это звено должно обеспечить нужное повышение амплитуды колебаний сварочного наконечника по сопоставлению с амплитудой начальных волн преобразователя, трансформировать сопротивление нагрузки и сконцентрировать энергию.Сварочный наконечник является элементом, средством которого осуществляется отбор мощности, поглощаемой в зоне сварки. По существу это звено, определяющее площадь и объем конкретного источника ультразвука. Потому что в процессе сварки наконечник внедряется в зону сварки. Типовые колебательные системы: продольная; продольно-поперечная; продольная для сварки пластмасс свариваемую деталь, то он является также и согласующим волноводным звеном меж нагрузкой и колебательной системой.

Разработка ультразвуковой сварки

При вводе механических колебаний в свариваемые металлы изделие начинает вибрировать с ультразвуковой частотой. Форма колебаний определяется геометрическими размерами изделия. В более ординарном и всераспространенном случае сварка листа прямоугольной формы в последнем устанавливается стоячая волна с соответствующим чередованием узлов и пучностей плоской волны изгибных колебаний. Уровень напряжении, возникающих в пучностях, определяется мощностью энергии, вводимой в зону сварки. При всем этом появляется опасность возникновения микро-и макротрещин в зоне сварки. Образование трещинок при достаточном уровне энергии характерно металлам, владеющим малой пластичностью, имеющим местные недостатки, лишний наклеп и т. п. Для понижения вредного эффекта вибрации свариваемого изделия используют струбцины с резиновыми прокладками, предварительное снятие заусенцев, округление углов, если это может быть по условиям производства детали, подготовительный отжиг места соединения и т. п. Более рациональной мерой является понижение амплитуды колебаний сварочного наконечника.При использовании неких колебательных систем наблюдается самопроизвольное разворачивание деталей относительно друг дружку во время сварки. Это значит, что нужно применение особых кондукторов, обеспечивающих фиксированное положение деталей в процессе сварки. Ранее было установлено, что закрепление образцов для предотвращения их перемещения во время сварки понижает качество сварки. Но позже, исследуя это явление, сделали вывод, что дополнительное “прокручивание” образцов увеличивает крепкость сварки до 60%.Предпосылкой прокручивания, по-видимому, является последующее. При условии насыщенного наружного трения меж свариваемыми деталями и относительно низком зажимном усилии в процессе образования сварного соединения появляются и разрушаются единичные узлы схватывания. Полностью естественно, что в некий момент времени на данной половине приполированного пятна может образоваться узел, в то время как на другой нет. Так как амплитуда колебаний меж деталями в узле схватывания значительно меньше амплитуды проскальзывания меж деталями зоны сварки, в какой еще не появились узлы схватывания, то наличие результирующей пары сил относительно вертикальной оси узла схватывания полностью возможно.При УЗС неких металлов наблюдается насыщенное сцепление сварочного наконечника со свариваемым металлом. Исходя из убеждений передачи энергии в зону сварки исследователи [3] считают, что это правильно. С технологической же точки зрения это совсем неприемлемо, потому что приварка сварочного наконечника к детали исключает нормальную эксплуатацию сварочной машины. Как выявлено, налипание свариваемого металла на сварочный наконечник и износ наконечника имеет сложную природу. По существу это задачка оборотная УЗС. Потому для сварочного наконечника нужен материал, который обладал бы наибольшей когезией поверхностного слоя относительно свариваемого материала. Один из главных характеристик процесса, определяющий выделение энергии в зоне сварки сопротивление нагрузки, фактически неуправляем. Механические колебательные системы, являющиеся источниками ультразвука, частотно зависимы. Изменение реактивности в системе приводит к изменению своей частоты системы. Работа системы вне резонанса, обычно, нецелесообразна. Таким макаром, нельзя допускать случайного конфигурации геометрических размеров системы , а именно стержней, передающих энергию в зону сварки.Изложенные особенности ряда технологических причин очень существенны. Хоть какой из этих недочетов, выраженный в последней форме, может поставить под колебание необходимость внедрения УЗС. Совместно с тем УЗС характеризуется очень ценными технологическими особенностями. Так, микросмещения деталей относительно друг дружку вызывают дробление жестких окислов и выгорание жировых пленок, что приводит к самопроизвольной чистке поверхностей свариваемых металлов и к следующей их сварке. Это позволяет более отлично решать делему присоединения токоотводов в различного рода электро- и радиотехнических устройствах, потому что УЗС обеспечивает переходное сопротивление на уровне сопротивления свариваемых металлов. Температура в зоне соединения составляет 0,4-0,6 от температуры плавления металла. Это обеспечивает малое искажение начальной структуры, отсутствие выплесков и брызг металла.В силу специфики процесса при УЗС отлично свариваются металлы, владеющие малым электронным сопротивлением: электротехническая медь, незапятнанный и сверхчистый алюминий, серебро.При УЗС в принципе нет ограничений по нижнему лимиту свариваемых толщин разных металлов. Может быть также соединение с значимым перепадом толщин и параметров свариваемых металлов (металл стекло; отношение толщин 1 : 1000 и больше).Для УЗС также свойственна: 1) малая энергоемкость; 2) возможность питания нескольких сварочных головок от 1-го генератора и возможность выноса их на существенное расстояние;3) простота автоматизации процесса работы колебательной системы; 4) гигиеничность процесса. Зона доступа к сварочному наконечнику

Одной из особенностей технологии сварки ультразвуком является ограниченность спектра форм свариваемых деталей. Это разъясняется тем, что геометрические размеры частей колебательной системы зависят от данной частоты. Случайного конфигурации размеров резонирующих частей, средством которых энергия подводится к зоне сварки, создавать нельзя. Тут УЗС обладает значительно наименьшими технологическими способностями, чем, к примеру, контактная сварка.Зона доступа к сварочному наконечнику, а поточнее, вероятный спектр форм изделий, которые можно сварить УЗС, в разных вариантах построения механических колебательных систем складывается из сочетаний нескольких частей. К примеру, известны системы, состоящие из преобразователя, волновода продольных колебаний и сварочного выступа. Зона доступа к сварочному наконечнику в данном случае определяется длиной волновода продольных колебаний и высотой сварочного выступа в купе с конусностью волновода и точкой его закрепления. Сварочный выступ (выступает от образующей концентратора на 25 мм) является нерезонансным элементом случайной формы. Свариваемые детали размещаются на громоздкой опоре. Технологические способности таковой механической колебательной системы ограничиваются относительно ординарными формами изделий.Более совершенной является модификация этой системы. Зона доступа в данном случае увеличена за счет внедрения резонансного звена и удлинения плеча поворота системы. Такими же способностями владеют системы с продольно-поперечной схемой волноводов . Но при всем этом необходимо подчеркнуть, что передача усилия сжатия средством перемещения опорного элемента. Варианты механических колебательных систем для точечной сваркинерациональна. Опора перемещается совместно со свариваемыми изделиями. Изделия нужно фиксировать дополнительным устройством. Такая кинематическая схема ограничивает верхний

предел производительности сварочной машины. Колебательная система, разработанная компанией “Сонобонд К°”, работает в купе с резонансной опорой, которая позволила существенно прирастить рабочее место у сварочного наконечника. Во ВНИИЭСО при проектировании оборудования была использована схема, показанная в ряде всевозможных случаев применение продольно-поперечной системы со стержнем неизменного сечения также не позволяет решить такую задачку, потому что при УЗС зависимо от механических параметров и соотношения толщин свариваемых металлов положение деталей относительно сварочного наконечника имеет огромное значение. Решить такие задачки можно при применении модификаций стержня колебательной системы.Для сварки изделий в недоступных местах можно пользоваться стержнем с Г-образным наконечником. Экспериментально была установлена возможность внедрения выступа в границах Уд длины волны в стержне. Смещение точки съема энергии относительно оси стержня значительно наращивает вероятный спектр форм свариваемых деталей.Рис. 3. Формы стержней, передающих энергию в зону сваркиВесьма принципиальным обстоятельством, характеризующим способности УЗС, является сварка по контуру как на машинах с продольной системой, так и с резонирующим стержнем, работающим в режиме изгибных и крутильных колебаний. Такая сварка получена за счет выбора сварочных наконечников специальной формы, соответственной данной конструкции изделия. Одним из недочетов такового приема является изменение своей частоты стержня в силу конфигурации его формы. Это затрудняет расчет его характеристик.

Заместо стержня может быть применение рабочего инструмента в виде пустотелой резонансной трубки, работающей в режиме изгибных либо крутильных колебаний. Ее рациональные геометрические размеры подбираются зависимо от частоты, конструктивных особенностей и мощности сварочной машины. Кромка сварочного наконечника на внутренней и внешней сторонах срезана с расчетом получить рабочую дорожку шириной 0,51,5 мм.Приварку токоотводов к внутренней либо внешней поверхности стакана целенаправлено выполнить средством составного стержня с переменным сечением. При таковой конструкции стержня, во-1-х, сохраняется довольно огромное сечение опорной части резонирующего стержня, чем обеспечивается нужная твердость и, во-2-х, возрастает зона доступа к сварочному наконечнику. Такая конструкция резонирующего стержня позволила, к примеру, приварить железные токоотводы к корпусу аккума.

В текущее время сварка с применением таких стержней фактически отдала обнадеживающие результаты. Полностью возможно, что они могут отыскать применение при изготовлении полупроводниковых частей, в особенности при использовании систем крутильных колебаний.

Технологические способности шовной УЗС в отношении свариваемых форм можно в некой степени сопоставить с способностями машин для контактной сварки. Варианты построения механических колебательных систем для шовной сварки

Шовная ультразвуковая сварка металлов может быть осуществлена средством колебательной системы со сварочным роликом в виде нерезонансного выступа (рис. 4, а). Но, как установлено, применение нерезонансного выступа в виде ролика при шовной УЗС в ряде всевозможных случаев не нужно. Технологические способности такового устройства очень ограничены и могут быть применены исключительно в личных случаях, тем паче, что в качестве опорного элемента употребляются мощные ролики.

Применение в качестве излучателя ультразвука резонансного диска позволяет прирастить технологические способности шовной УЗС.Во ВНИИЭСО разработана колебательная система, в какой в качестве опоры применен также резонансный диск. Это увеличивает эффективность использования шовной УЗС.

Воздействие на сварку формы и материала сварочного наконечника

Сварочный наконечник в процессе сварки находится в сложном термомеханическом состоянии. Попеременный нагрев и остывание, механические нагрузки и простое истирание в зоне контакта со свариваемым металлом приводят к его насыщенному износу. Растрескивание и выкрашивание центра наконечника сказывается на качестве сварных соединений. Не считая того, в процессе сварки происходит налипание свариваемого материала на поверхность сварочного наконечника. Время от времени это налипание так очень, что его зачистку нужно создавать после одной-двух сварных точек. Такая степень налипания ставит под колебание необходимость внедрения ультразвука. Употребляют различные формы сварочных наконечников при УЗС, к примеру, сферической формы (рис. 5, а). Но внедрение такового наконечника понижает стабильность сварки, ибо сфера предназначает резкое и неравномерное рассредотачивание напряжения в зоне сварки. Позднее были высказаны суждения о необходимости внедрения наконечника с усеченной сферой (рис. 5, б), которая позволяла в некой степени стабилизировать удельное контактное давление, по последней мере в исходный период сварки.

Формы сварочных наконечников  

    Анализ напряжений, возникающих в зоне сварки, и механизма сварки позволяет сделать вывод о бесспорной необходимости внедрения сварочного наконечника в виде усеченной конусообразной площадки. Такая форма наконечника, как это следует из очень бессчетных экспериментальных данных, обеспечивает более высшую пластичность и стабильность прочности сварных соединений. Было признано также целесообразным наличие на сварочном наконечнике обжимной кромки К, так как сферический сварочный наконечник приводит к появлению существенного зазора меж свариваемыми деталями. Это в значимой мере сказывается при сварке разнотолщинных металлов, в особенности если какой-то из них более пластичен. Работа кромки заключается в последующем. После начала сварочного цикла наконечник начинает внедряться в свариваемый металл, который пластически деформируется. После того как сварочный наконечник углубился на расстояние, равное высоте конусной площадки, которая, кстати, выбирается исходя из толщины свариваемого металла, обжимная кромка под действием контактного давления обжимает по периметру резонирующего стержня свариваемые детали.Рекомендуемая форма наконечника для сварки металлов микротолщин ординарна.
Ряд создателей считает, что состояние поверхности сварочного наконечника является одним из принципиальных причин, влияющих на образование сварного соединения (на его механическую крепкость). Так, к примеру, в работе [2] приведены данные об использовании сварочных наконечников с различной степенью обработки поверхности. Установлено, что при сварке сплавов АМцАМ шлифованным наконечником, сварные соединения обладали низкой прочностью. Удовлетворительные соединения были получены при помощи наконечника, поверхность которого была грубо обработана на наждачном камне. Подобные результаты были приведены и в работе [3]. Лучшие результаты по сварке ряда материалов были получены при использовании сварочного наконечника с шероховатой поверхностью. Обработка экспериментальных результатов позволила сделать вывод [3], что чем прочнее сцепление сварочного наконечника с деталью, тем лучше передача энергии ультразвука в зону сварки и прочнее сварное соединение.Но некие приводят обратные резоны, считая, что в случае шероховатости наконечника утраты на соединение уменьшаются, потому что шероховатость предутверждает скольжение меж наконечником и свариваемыми эталонами. Мировоззрение, что обволакивание сварочного наконечника металлом свариваемого изделия содействует передаче энергии, навряд ли справедливо. Дело в том, что при обволакивании исчезает граница раздела меж сварочным наконечником и деталью. Исходя из общих принципов распространения плоской волны в жестком теле следует, что энергопотери на границе их раздела в таком случае резко миниатюризируется. Означает нужно полагать, что источником ультразвуковых колебаний должна являться деталь, сцепившаяся со сварочным наконечником. Так как она обладает массой, то это вызывает изменение частоты колебательной системы и выход ее из резонанса. Таким макаром рациональные условия переноса энергии будут нарушены (технологически такое сцепление неприемлимо).Были проведены экспериментальные работы по выявлению воздействия степени обработки поверхности сварочного наконечника на механическую крепкость соединений при сварке меди М1.Установлено, что при сварочном наконечнике, обработанном грубым наждачным камнем, среднее разрушающее усилие при испытании образцов Рср = 24 кГ. Внешний облик сварной точки полностью соответствует грубо обработанной поверхности наконечника.В другом случае наконечник был кропотливо обработан тонкодисперсной наждачкой. При испытании этой группы образцов Рср = 24,5 кГ (по 20 образчикам). Значимой различием меж сварными соединениями было состояние внешней поверхности сварной точки: при сварке наконечником с обработанной поверхностью сварная точка имела шлифованный вид.Таким макаром, судить по состоянию поверхности сварной точки о качестве соединения в данном случае было нельзя. Есть сведения, которые молвят о воздействии материала сварочного наконечника на крепкость сварных соединений. В работе [3] приведены результаты об использовании в качестве материала сварочных наконечников сталей: ЭВ, НЖ-1, 45, Р-18, ШХ15 и др. Установлено, что при сварке меди М1, твердость наконечника значительно оказывает влияние на крепкость соединения.Б. Б. Золотарев и др. [2] приводят несколько другие данные. Сварочные наконечники были сделаны из сормайта, сталей ШХ15 и 45. Сваривалась медь М1. Материал наконечника воздействия на крепкость соединений не оказал.Можно было бы привести достаточное число примеров, результаты которых исключают друг дружку.Износоустойчивость сварочного наконечника, способность его не свариваться с деталью, которой он передает энергию ультразвука, является в текущее время одной из главных заморочек, в области освоения ультразвука для целей сварки.При работе сварочный наконечник, как уже было сказано выше, находится в сложном термомеханическом состоянии.Наконечник сразу подвержен цикличному тепловому нагружению, знакопеременным механическим напряжениям и очень насыщенному наружному трению о свариваемый материал. Нагрев наконечника до температуры рекристаллизации свариваемых металлов происходит приблизительно за 0,51,5 сек, а остывание после окончания сварки в течение 35 сек.Истирание поверхности сварочного наконечника о свариваемую деталь происходит за счет его возвратно-поступательного движения со скоростью относительного перемещения до 24 м/сек и усилия сжатия до 10 кГ/мм2.Следствием такового взаимодействия на поверхности сварочного наконечника, если не происходит процесса его соединения со свариваемым металлом, начинается его разрушение, т. е. появление микротрещин, разрастание их до макроразмеров, выкрашивание кусков металла и т. п. В таких критериях в силу пластического деформирования внешней поверхности свариваемого металла последний вроде бы запрессовывается в эти трещинкы. Появляется налипание его на поверхности наконечника. И чем больше и поглубже трещинкы, тем это налипание выражено посильнее. Воздействие на сварку состояния поверхности свариваемых металлов

Одним из принципиальных преимуществ УЗС является возможность получения надежных сварных соединений, владеющих высочайшими эксплуатационными чертами, без подготовительной об работки поверхностей перед сваркой.Мировоззрение исследователей относительно способности получения соединений зависимо от материалов и толщин покрытия разделились.Некие исследователи, не отрицая в принципе способности образования соединений, на основании экспериментальные результатов сделали вывод, что наличие различного рода покрытий препятствует образованию сварных соединений. Другие считают, что очень достигаемая крепкость соединений вообщем не может быть получена на необработанных образчиках. Но имеются и другие представления. Были проведены опыты, которые указывают на возможность получения равнопрочных сварных соединении металлов с обезжиренными поверхностями и поверхностями, покрытыми жировыми пленками; был изготовлен вывод, что ультразвуковые соединения могут быть выполнены через многие покрытия, к примеру клейкие вещества, бумагу. Но при всем этом требуется несколько больше энергии для сварки.В одной из работ по этому вопросу высказались полностью точно. Создатели считают, что независимо от начального состояния поверхности можно получить прочные соединения с малозначительным отклонением его от среднего значения разрушающей нагрузки. Только для получения равнопрочных соединений, по воззрению создателей, для образцов с разным состоянием поверхностей нужно неодинаковое количество энергии ультразвуковых колебаний, так как она расходуется не только лишь на деформирование сварной точки, да и на устранение поверхностных пленок. Так, к примеру, для получения соединений схожей прочности из меди М1 шириной b = 1,0 + 1,0 мм на образчиках с обезжиренной и протравленной поверхностью нужно было время сварки 2,3 сек, в то время как на образчиках с поверхностью в состоянии поставки листов 4 сек. При разных временах сварки были получены также однообразные значения срезающего усилия сварных соединений, приобретенных из холоднокатаной меди М1 шириной b= 1,0+ 1,0 мм с обезжиренной поверхностью, травленой и с нанесением на нее слоя из консистенции технического вазелина с графитом.Создателем в этом направлении была проведена работа, в итоге которой установлено, что нрав покрытия и его толщина оказывают существенное противодействие образованию неразъемного соединения металлов. Таким макаром было установлено, что при мощности системы рэл == 4,0 кет и амплитуде сварочного наконечника Acв= 16 мкм вероятна сварка металлов, имеющих довольно толстые пленки естественных окислов. Понижение прочности сварных соединений меди МЗ при испытаниях на срез по сопоставлению с эталонами, протравленными перед сваркой в 50-процентном растворе НМОз, составляет 1520%; получены удовлетворительные соединения и при сварке металлов с жировыми покрытиями. Крепкость соединений при всем этом снизилась на 1015%.Покрытие меди оловом, никелем и цинком дает понижение прочности соединений до 50%. Изменение режима сварки (давления контактного и времени) не улучшает прочностные свойства соединения.Были изготовлены пробы получить неразъемные соединения из анодированных материалов. Установлено, что анодирование с шириной пленки 5 мкм резко понижает возможность соединения. Но анодирование не всегда является препятствием для получения сварного соединения. Так, к примеру, была получена сварка анодированной танталовой фольги шириной 14 мкм и шириной пленки 1,5 2 мкм. Разрушение во всех случаях (20 образцов) происходило по основному металлу.

Для получения высококачественного сварного соединения нужно сделать условия контактирования свежеочищенных участков металлов. Это может быть обеспечено при условии насыщенного перемещения деталей относительно друг дружку. Величина такового перемещения зависит от амплитуды смещения сварочного наконечника Асв. Износ пленок находится в зависимости от их параметров и степени сцепления с металлом.

Систематизация оборудования для УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ 

Машины для ультразвуковой сварки металлов можно систематизировать: по методу преобразования электронной энергии в механическую (магнитострикционный либо пьезоэлектрический), по нраву распространения энергии в свариваемых материалах (направленный ультразвук и не неправленный), по видам дополнительных источников энергии в зоне сварки (нагрев, давление); по методу сварки (точечная, многоточечная, рельефная, шовная); по нраву установки (стационарная, переносная, навесная); по степени автоматизации (полуавтомат, автомат) и предназначению (общего внедрения и спец); по кинематической схеме и конструктивным особенностям и т. д. На данном шаге оборудование для УЗС целенаправлено систематизировать и по мощности. Принимая во внимание ГОСТ 986568, регламентирующий выходную мощность генераторов, сварочные машины можно разбить на группы малой мощности (0,01 0,25 кет), средней (0,44,0 кет) и большой (выше 4,0 кет).Исследование процесса сварки, оборудования, технологии УЗС и опыт эксплуатации сварочных машин в индустрии позволяют сконструировать последующие главные технические требования к механической колебательной системе:1) большая износоустойчивость сварочного наконечника и отсутствие налипания свариваемого материала на его поверхности;2) возможность резвой подмены сварочного наконечника либо механической колебательной системы в целом;3) надежное крепление механической колебательной системы;4) высочайшие акустико-механические характеристики системы (малые утраты, отменная смачиваемость припоями, отсутствие микротрещин в металле и его однородность и т. д.);5) оптимальный коэффициент усиления концентратора, порядок резонирующих стержней и точек сопряжения волноводных звеньев;6) высочайшее качество соединения всех частей колебательной системы;7) довольно большая зона доступна к сварочному наконечнику;8) отсутствие разворачивания свариваемых деталей относительно сварочного наконечника и друг дружку;9) рациональное остывание электромеханического преобразователя.Механическая часть машины (корпус, охлаждающая система, привод давления и т. п.) обязана иметь: достаточную твердость корпуса, исключающую непроизвольное смещение и перекосы сварочного наконечника относительно свариваемых деталей; малую инерционность привода давления с плавным опусканием сварочного наконечника (для сварки металлов с металлизированным стеклом, керамикой, полупроводниковыми материалами). Конструкция десктопа должна позволять создавать совмещение свариваемых изделий с нужной точностью, а для сварки микротолщин манипуляторы, оптика, подогревательные колонки и другие устройства должны соответствовать определенным требованиям, обусловленным типом свариваемого изделия.Непременно, что к машинам для УЗС полностью относятся и общие требования: наибольший к. п. д., малые габариты и вес, простота при наладке и эксплуатации, надежность в работе, высочайшая производительность, патентная чистота, соответствие требованиям эргономичности. Важным обстоятельством является цена оборудования.Конструктивно-технологические особенности машины в значимой степени определяются и принятой кинематической схемой.Зависимо от положения механической колебательной системы относительно свариваемых деталей сварочные машины можно поделить на последующие главные группы:1) машины, в каких механическая колебательная система применена в качестве исполнительного элемента привода давления 2) машины, в каких резонирующий стержень механической колебательной системы употребляется в качестве упрямого либо опорного элемента и бездвижно закреплен в корпусе машины. Этот признак в значимой степени определяет плюсы либо недочеты сварочной машины

Анализ прочности сварных соединений

Установлено, что средством УЗС можно получать соединения, удовлетворяющие самым высочайшим требованиям. А именно, некие создатели, исследуя этот вопрос, сделали вывод, что по статической и динамической прочности сварные соединения удовлетворяют требованиям эталона в авиастроении. Более 90% образцов при испытании на срез проявили более высочайшие прочностные данные, чем это требуется по имеющимся нормам.Более показательным тут являются бессчетные примеры удачного внедрения УЗС в индустрия.При разработке механических колебательных систем и технологии сварки ряда изделий до их промышленного освоения выполнялась сварка однородных, разнородных и разнотолщинных металлов. Возможность получения разброса прочности сварных соединений подсчитывалась как математическими способами, так и экспериментально. При экспериментальных работах, в особенности в промышленных критериях, число контролируемых сварных соединений доводилось до 30 тыс. В лабораторных критериях, обычно, при сварке более 100 образцов практиковалось получение контрольных значений прочности соединений (по трем образчикам), к примеру через 100, 200 либо 500 сварных точек. Гистограмма прочности сварных соединений при испытании на срез наглядно охарактеризовывает устойчивость процесса сварки (рис. 6). Подавляющее большая часть образцов (более 95%) имеет разброс в прочности 510% от среднего значения разрушающей нагрузки Рср.Была также проведена оценка вероятности ожидаемых отклонений механической прочности сварных соединений от среднего значения Рср при сварке партий образцов. Установлено, что отклонение от среднего значения Рср не будет больше ±25% с вероятностью 0,99905.Подобные результаты по механической прочности сварных соединений получены и при шовной УЗС. Результаты тесты алюминия b=0,2+0,2 мм (режим сварки: Рев = 50 кГ, v = 3 м/мин) демонстрируют, что коэффициент варианты находится в границах 510%.

Из приведенных данных следует, что процесс ультразвуковой сварки в текущее время фактически освоен. Размеренная работа колебательных систем дает разброс в прочности сварных соединений менее, чем это наблюдается при использовании контактной сварки. При всем этом следует увидеть, что УЗС позволяет получить надежные сварные соединения разнотолщинного алюминия без подготовительного снятия окисных пленок, электротехнической меди и других металлов, где внедрение контактной сварки фактически затруднено.

Перечень литературы

1. Холопов Ю. В. Ультразвуковая сварка. Л., “Машиностроение”, 1972.2. Золотарев Б. Б., Волков Ю.Д. Точечная сварка металлов ультразвуком. -“Сварочное создание ”, 1982, №93. Силин Л.Л., Баландин Г.Ф. Ультразвуковая сварка. М., Машгиз, 1982.