Sudare cu ultrasunete

Sudarea cu ultrasunete  este sudarea, în care sursa de energie este vibrațiile ultrasonice.

Este folosit pentru sudarea metalelor, materialelor plastice, țesăturilor, pielii, metalelor cu sticlă, materiale semiconductoare etc. Sudarea cu ultrasunete este utilizată pentru sudarea în puncte, cusături și contur. În acest caz, se folosesc vibrații mecanice longitudinale și încovoiate. În 1969, a fost asamblată prima mașină din plastic, ale cărei părți au fost sudate prin sudare cu ultrasunete.

Esență

Sudarea cu ultrasunete se realizează folosind ultrasunete generate continuu cu o frecvență de 18-180 kHz. putere 0,01 - 10 kW. Sudarea are loc cu acțiunea simultană asupra suprafețelor de sudat a vibrațiilor mecanice HF, presiunea exterioară aplicată perpendicular pe suprafețele de sudat și efectul termic al vibrațiilor HF. Efectul termic al vibrațiilor ultrasonice de înaltă frecvență poate fi combinat cu încălzirea locală suplimentară pulsată a pieselor de prelucrat de la o sursă de căldură externă separată.

Atunci când sunt expuse la vibrații de înaltă frecvență, are loc frecarea uscată a particulelor pe suprafețele care trebuie sudate. Sub acțiunea frecării uscate, peliculele de suprafață (oxidul și gazele lor adsorbite) sunt distruse. Apoi frecarea uscată va fi înlocuită cu frecare pură, în care se formează noduri de fixare. Se formează granule comune care aparțin a două suprafețe sudate și o limită comună între granulele de suprafață.

Tipuri de îmbinări metalice sudate în sudarea cu ultrasunete : suprapunere; pe reliefuri; cu strivirea marginilor; un element rotund cu unul plat; elemente cruciforme, rotunde; elemente paralele, rotunde; piese și pelicule multistrat; colț, etc.

Beneficii

• sudarea poate fi efectuată pe suprafețe contaminate, prin urmare nu este necesară pregătirea prealabilă a suprafeței - doar degresare;
• eliberarea de căldură în zona de sudare este limitată în dimensiune, ceea ce previne supraîncălzirea la sudarea materialelor plastice;
• conectarea permanentă la sudarea materialelor plastice este posibilă la mare distanță de punctul de intrare a energiei ultrasonice;
• sudarea este posibilă în locuri greu accesibile;
• fără emisii nocive;
• timp scurt de încălzire a îmbinării la temperatura de sudare - fracțiuni de secundă;
• este permisă sudarea tablelor foarte subțiri (până la 0,001 mm).

Dezavantaje

• Necesitatea de a folosi generatoare de ultrasunete scumpe, cu toate acestea, odată cu dezvoltarea electronicii de putere de înaltă frecvență, costul generatoarelor de ultrasunete a scăzut semnificativ;
• Gama de grosimi a materialelor care urmează a fi sudate este mică, totuși, prin selectarea formei pieselor care urmează să fie sudate, se poate obține efectul unei lentile acustice care focalizează ultrasunetele în zona de sudare;
• Necesitatea unei compresii externe suplimentare a pieselor, cu toate acestea, pentru majoritatea celorlalte tipuri de sudare din plastic, aceasta este, de asemenea, o condiție necesară.

Echipament

Pentru sudarea cu ultrasunete, se folosesc mașini, împărțite în mașini pentru sudarea prin presa de contur spot, sudare cu cusături și cusături în etape, unități portabile, cum ar fi pistoalele de mână cu putere redusă. Puterea mașinilor este de 100 - 1500W. Frecvența folosită este de 20-22 kHz.

Ultrasunetele din mașini sunt excitate în traductoarele piezoelectrice electromecanice, deși până în anii 1980 efectul magnetostrictiv era mai frecvent. Pentru a crește amplitudinea vibrațiilor ultrasonice, se folosesc transformatoare de vibrații elastice, ghiduri de undă, concentratoare. Factorul de amplificare al unor astfel de elemente ajunge la 5. Pentru procesul de sudare la capătul concentratorului este necesar să existe o vibrație ultrasonică cu o amplitudine de aproximativ 10-50 microni.

Începând cu anii 2010, echipamentele de sudare cu ultrasunete sunt produse în multe țări, inclusiv Rusia.

În URSS au fost produse o serie de mașini MTU-4, MTU-1.5, UZS, MS41-P2 etc., folosind vibrații ultrasonice pentru sudarea cablurilor de microcircuit.

În Rusia, Institutul Tehnologic Biysk , sub îndrumarea profesorului V.N. Khmelev , precum și la Institutul de Cercetare All-Rusian al Curenților de Înaltă Frecvență, sub îndrumarea profesorului I.V. Petushko .

Note

Literatură

• Nikolaev G. A. Sudarea în inginerie mecanică: O carte de referință în 4 volume - M .: Mashinostroenie, 1978 (1-4 volume).
• Khmelev VN, Khmelev SS, Slivin AN, Abramov AD Sudarea cu ultrasunete a materialelor termoplastice: monografie. - Biysk: Editura Statului Altai. tehnologie. un-ta, 2014. - 281 p. - ISBN 978-5-9257-0270-3 .

Link -uri

https://web.archive.org/web/20150102110501/http://www.svarkainfo.ru/rus/technology/otherwelding/ultrasonic

http://xn--b1aj4ag.xn--p1ai/node/71

http://www.autowelding.ru/index/0-43