Ultralydssvejsning

Ultralydssvejsning  er svejsning, hvor energikilden er ultralydsvibrationer.

Den bruges til svejsning af metaller, plast, stoffer, læder, metaller med glas, halvledermaterialer osv. Ultralydssvejsning bruges til punkt-, søm- og kontursvejsning. I dette tilfælde anvendes langsgående og bøjede mekaniske vibrationer. I 1969 blev den første bil af helt plastik samlet, hvis dele blev svejset ved ultralydssvejsning.

Essens

Ultralydssvejsning udføres ved hjælp af kontinuerligt genereret ultralyd med en frekvens på 18-180 kHz. effekt 0,01 - 10 kW. Svejsning sker med den samtidige påvirkning af de overflader, der skal svejses, af mekaniske HF-vibrationer, eksternt tryk påført vinkelret på de overflader, der skal svejses, og den termiske effekt af HF-vibrationer. Den termiske effekt af højfrekvente ultralydsvibrationer kan kombineres med yderligere lokal pulserende opvarmning af emner fra en separat ekstern varmekilde.

Når de udsættes for højfrekvente vibrationer, opstår der tør friktion af partikler i de overflader, der skal svejses. Under påvirkning af tør friktion ødelægges overfladefilm (oxid og deres adsorberede gasser). Så vil tør friktion blive erstattet af ren friktion, hvor der dannes sætningsknuder. Der dannes almindelige korn, der hører til to svejste overflader og en fælles grænse mellem overfladekorn.

Typer af svejsede metalsamlinger i ultralydssvejsning : overlapning; på relieffer; med kantknusning; stød et rundt element med et fladt; korsformede, runde elementer; parallelle, runde elementer; flerlags dele og film; hjørne osv.

Fordele

• svejsning kan udføres på forurenede overflader, derfor kræves ingen foreløbig overfladeforberedelse - kun affedtning;
• frigivelsen af ​​varme i svejsezonen er begrænset i størrelse, hvilket forhindrer overophedning ved svejsning af plast;
• permanent forbindelse, når svejsning af plast er mulig i stor afstand fra indgangspunktet for ultralydsenergi;
• svejsning er mulig på svært tilgængelige steder;
• ingen skadelige emissioner;
• kort opvarmningstid af leddet til svejsetemperaturen - brøkdele af et sekund;
• svejsning af meget tynde (op til 0,001 mm) plader er tilladt.

Ulemper

• Behovet for at bruge dyre ultralydsgeneratorer, men med udviklingen af ​​højfrekvent effektelektronik er prisen på ultralydsgeneratorer faldet betydeligt;
• Udvalget af tykkelser af de materialer, der skal svejses, er lille, men ved at vælge formen på de dele, der skal svejses, er det muligt at opnå effekten af ​​en akustisk linse, der fokuserer ultralyd ind i svejsezonen;
• Behovet for yderligere ekstern kompression af dele, men for de fleste andre typer plastsvejsning er dette også en nødvendig betingelse.

Udstyr

Til ultralydssvejsning anvendes maskiner, opdelt i maskiner til punktkonturpressesvejsning, søm- og sømtrinssvejsning, bærbare enheder, såsom laveffekt håndpistoler. Maskinernes effekt er 100 - 1500W. Den anvendte frekvens er 20-22 kHz.

Ultralyd i maskiner er begejstret i elektromekaniske piezoelektriske transducere, selvom den magnetostriktive effekt indtil 1980'erne var mere almindelig. For at øge amplituden af ​​ultralydsvibrationer anvendes elastiske vibrationstransformatorer, bølgeledere, koncentratorer. Forstærkningsfaktoren for sådanne elementer når 5. For svejseprocessen i slutningen af ​​koncentratoren er det nødvendigt at have en ultralydsvibration med en amplitude på omkring 10-50 mikron.

Fra 2010'erne produceres ultralydssvejseudstyr i mange lande, herunder Rusland.

I USSR blev en række maskiner MTU-4, MTU-1.5, UZS, MS41-P2 osv. produceret ved hjælp af ultralydsvibrationer til svejsning af mikrokredsløbsledninger.

I Rusland har Biysk Teknologisk Institut under vejledning af professor V.N. Khmelev , samt ved det all-russiske forskningsinstitut for højfrekvente strømme under vejledning af professor I.V. Petushko .

Noter

Litteratur

• Nikolaev G. A. Svejsning i maskinteknik: En opslagsbog i 4 bind - M .: Mashinostroenie, 1978 (1-4 bind).
• Khmelev VN, Khmelev SS, Slivin AN, Abramov AD Ultralydssvejsning af termoplastiske materialer: monografi. - Biysk: Altai-statens forlag. tech. un-ta, 2014. - 281 s. - ISBN 978-5-9257-0270-3 .

Links

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