Ультразвуковая сварка

При ультразвуковой сварке соединение металлов в твердой фазе осуществляется путем возбуждения в них упругих колебаний ультразвуковой частоты с одновременным приложением давления. Для УЗ-микросварки используют оборудование с частотами 22, 44, 66, 88 кГц. При УЗ-сварке температура нагрева непосредственно в зоне контакта не превышает 30..50% от температуры плавления соединяемых материалов, что позволяет использовать этот метод для соединения чувствительных к нагреву материалов.

Прочность сварного соединения в основном определяется амплитудой колебания на рабочем торце инструмента и давлением, приложенным к соединяемым деталям. При малой амплитуде в плоскости контакта происходит медленное образование активных центров соединения. Чрезмерное увеличение амплитуды увеличивает напряжение среза, приводящее к разрушению части узлов схватывания.

Основным элементом установок УЗ-сварки является инструмент, форма и размер рабочей части которого имеют важное значение для получения качественных соединений. Распространенной конструкцией является стержень с конической частью, размеры торца которого выбираются в зависимости от диаметра привариваемого проводника (d_тор=3-4d_пр). В ряде случаев на торце инструмента делают поперечные и продольные канавки, которые обеспечивают эффективную передачу УЗ-колебаний и обжатие проводов.

Материал инструмента для УЗ-сварки должен обладать высокой износостойкостью, иметь незначительные акустические потери, малую склонность к адгезии с привариваемым материалом, высокую прочность.

Рис.5

В отдельных случаях находят применение методы сварки такие как: лазерным и электронным лучом. Преимущества этих способов в чистоте процесса, возможности выполнения соединения через любую прозрачную среду. Однако эти способы имеют и недостатки: некоторая комбинация металлов вследствии быстрого нагрева и охлаждения в точке соединения становятся хрупкими, а количества энергии, длительности импульса, пиковой мощности, формы и воспроизводимости импульсов.