Файл: Панин, В. В. Применение ультразвука при обработке металлов (обзор).pdf

внутреннего корпуса ограничено ввернутым в него винтом, который установлен в продольном пазу неподвижного корпу­ са. Для уменьшения сил трения неподвижный и подвижный корпуса выполнены из разнородных материалов. Внутри под­ вижного корпуса смонтирован двухстержневой магнптострикпионный преобразователь из пермендюр сечением 20X20 мм2. К рабочему торцу преобразователя припаян полуволновой концентратор, который крепцтся к внутреннему корпусу го­ ловки с помощью тонкого фланца, расположенного в узле смещений концентратора.

УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СВАРКА

Механизм УЗ-сварки заключается в том, что под действи­ ем излучаемых колебаний между свариваемыми объектами образуется слой квазипластичного металла (квазижидкое со­ стояние), «схватывание» которого происходит после прекра­ щения излучения.

УЗ-сварка происходит при температуре ниже температу­ ры плавления, соединение происходит в твердом' состоянии. Сварку можно выполнять на большом расстоянии от источни­ ка питания.

Можно приваривать гофрированные изделия к плоским, соединять изделия из разнородных материалов, зйачительно отличающихся по массе. Важным обстоятельством является возможность ультразвуковой сварки даже при значительном загрязнении деталей, а также высокая локальность разогре­ вания свариваемых 'деталей, что существенно при упаковке легковоспламеняющихся деталей. УЗ-сварка выполняется точечным и шовным методами.

В Ленинградском институте водного транспорта отработа­ на технология УЗ-сварки анодированного алюминия и латуни. Латунный лепесток толщиной 0,4 мм приваривается к алю­ миниевой ленте толщиной 0,2 мм. Контактное давление равно

55—65 кг, время сварки — 0,35—0,45 с.

В микромодульной технике для УЗ-сварки применяется установка УСФ-45. Сварочная головка выполнена с феррито­ вым преобразователем, что обусловило высокую экономич­

22

ность установки, ее простоту, малые габариты. Получена по­ вторяемость соединений, которая достигается благодаря использованию генератора с автоподстройкой частоты, мощ­ ностью 400 Вт, частотой 44—60 кГц.

Успешно применяется ультразвуковая сварка алюминие­ вых конденсаторов [27] на ультразвуковом монтажно-сва­ рочном столе И02-00030. Мощность ультразвукового преобра­

снабжен реле времени с рычажной системой для регулирова­ ния усиления сжатия. Удельное давление 0,8—0,9 кг/мм2, время сварки — 0,4 с; мощность колебаний — 200 Вт.

Очень удобным в эксплуатации является пистолет УЗСП2-0.2-С, позволяющий приваривать алюминиевые листы толщиной 0,2 мм к массивным изделиям из того же материа­ ла. Пистолет рассчитан на семичасовую работу, питается от генератора УЗГ-З-0,4 мощностью 220 Вт, частотой — 44 кГц, масса пистолета — 1,2 кг. Режим работы пистолета прерыви­ стый, длительность рабочего импульса — не более 5 с, время между импульсами 3 с. Пистолет выпускается серийно.

Номенклатура изделий, проходящих УЗ-сварку, непрерыв­ но растет; непрерывно совершенствуется оборудование и технологические приемы, обеспечивающие стабильность про­ цесса сварки [28—32].

Ультразвуковую сварку фланцев трубчатых деталей осу­ ществляют с помощью устройства [28]. Оно содержит колон­ ну, на которой установлен магнитострикционный преобразо­ ватель и акустический трансформатор с рабочим инструмен­ том. Устройство обеспечивает возможность сварки деталей большой длины.

ПатенгСША [29] защищает способ и аппарат для УЗсварки, автоматически анализирующий рабочие параметры сварки. Проводится свайка особо тонких проводников с мик­ роэлементами интегральных схем.

Стабильность сварки и повышение производительности обеспечиваются устройством по авторскому свидетельству [30]. Повышение стабильности обеспечивается тем, что меж­ ду цепями пйта'ния задающего генератора качающейся часто­ ты и усилителя мощности введена обратная связь для изме­ нения скорости качания частоты обратно пропорционально нагрузке на усилитель мощности.

Высокое качество сварки определяется, в частности, дли­

ной волновода.

Необходимую длину волновода можно установить экспе­ риментально по прочности сварных соединений [31]. Этот метод целесообразно применять в процессе ультразвуковой микросварки при постоянных режимах.

23

Опыт ультразвуковой сварки алюминиевых электролити­ ческих конденсаторов (К50-ЗА; К50-ЗБ; К50-ЗИ; К50-ЗФ) по­ казал, что соединения обладают однородной структурой, вы­ сокой механической прочностью и надежным электрическим контактом. Сварка проводилась на машине МТУ0,4-3. Для быстрой замены отработанных наконечников рекомендуется делать волноводы разъемными или съемными [32]. Стабили­ зация ультразвуковой сварки достигается при постоянной амплитуде колебаний рабочего инструмента и постоянном контактном усилии.

Применяют ультразвуковую сварку металла с полупро­ водником [13]. При этом установлено, что путем регистрации статического одностороннего отклонения опоры можно повы­ сить качество соединений.

. Выбор наконечника зависит от свойств свариваемых мате­ риалов. Например, при сварке никеля наконечники рекомен­ дуется выполнять на никелевой основе, т. е. из материала, обладающего высокой жаропрочностью [32].

В табл. 11 и 12 приводятся режимы ультразвуковой свар­ ки для различных материалов [11, 43].

24

Режим сварки зависит от толщины и вида свариваемых материалов (табл. 13).

25

Оборудование, применяемое при точечной ультразвуковой сварке. В табл. 14 приводится характеристика некоторого сварочного ультразвукового оборудования, в табл. 15 — его назначение.

26