Холодная сварка

Ультразвуковая сварка.

Ультразвуковая сварка – это процесс, в котором используются давление, взаимное трение и нагрев вследствие трения свариваемых поверхностей. Силы трения возникают в результате действия на предварительно сжатые заготовки механических колебаний (вибрации) с ультразвуковой частотой (около 25000 с⁻¹, амплитуда колебаний около ±0,05мм). Источник колебаний – ультразвуковой генератор (УЗГ).

В результате вибрации в контактных слоях разрушаются оксидные плёнки (за счёт сдвиговых деформаций), металл нагревается и под действием сжимающих усилий пластически деформируется. При сближении на расстояние действия межатомных сил происходит образование неразъемного сварного соединения.

Основным преимуществом ультразвуковой сварки металлов является узкая направленность теплового воздействия, и как следствие отсутствие деформации и напряжения, стабильность результата сварки. Кроме того, отсутствует тепловое и световое излучение при сварке, металл не доводится до расплавленного состояния. Ультразвук позволяет сваривать однородные и разнородные металлы различной толщины без подготовки поверхности и отсутствие сварочных напряжений. Например: пластинку из меди толщиной в несколько мкм приварить к детали из стали толщиной в несколько сотен или тысяч мм, что очень сложно сделать с помощью традиционной сварки.

Процесс ультразвуковой сварки осуществляется без расплавления свариваемых материалов.

Сваривают металлы толщиной, мм, не более: алюминий – 3; медь – 2; сталь – 1,3; латунь – 1; молибден, кобальт, тантал, вольфрам, бериллий – 0,5 мм.

Применяется в электротехнической, электронной, приборостроительной, авиационной промышленности и др.

Холодная сварка - один из способов сварки давлением без подогрева. Для ее осуществления с соединяемых поверхностей вращающейся металлической щеткой, шабрением и последующим обезжириванием тщательно удаляют окислы и загрязнения. Детали 1, подлежащие сварке, помещают между неподвижным 3 и подвижным 2 пуансонами (см. схемы). Оба пуансона имеют выступы, которые при сварке должны быть полностью вдавлены в поверхность металла. Это необходимо для создания значительного пластического течения металла и удаления из зоны контакта загрязненного слоя.

Необходимая величина пластической деформации зависит от силы Р, свойств металла, толщины заготовки и способа подготовки поверхности.

Схемы холодной сварки:

а – точечной; б – по контуру

Холодную сварку применяют для соединения заготовок из цветных металлов и сплавов, для заварки оболочек кабелей, сварки корпусов полупроводниковых приборов, а также в электромонтажном производстве для сварки проводов, шин и др. Из-за интенсивного трещинообразования. Холодной сваркой выполняют точечные, шовные и стыковые соединения.