Ultraljudssvetsning av plast, plast, metall, plast, aluminiumprofiler. Ultraljudssvetsning: teknik, risker

Ultraljudssvetsning av metaller är en process i vilken den erhållna permanent anslutning till en fast fas. Bildnings juvenila delar (vilka är formade i anslutning) och kontakt mellan dem sker under inverkan av ett speciellt verktyg. Det ger den kombinerade effekten av alternerande den relativa tangentiella förskjutningen av liten amplitud och en trycknormalkraft på arbetsstycket. Betrakta nästa detaljerna i vad som utgör en ultraljudssvetsteknik.

mekanism förening

Liten amplitud förskjutningar uppträda mellan delarna vid en ultraljudfrekvens. På grund av deras mikroskopiska oregelbundenheter på ytan av de delar som utsätts för plastisk deformation. Tillsammans med denna kopplingszonen evakueras från föroreningar. Ultraljuds mekaniska vibrationer överförs till svetspartiet av verktyget från utsidan av förformen. Hela processen är organiserad på ett sådant sätt att förhindra glidning av verktyg och stöd i delytor. I processen för att passera genom arbetsstycket oscillering inträffar energiavledning. Detta uppnås genom friktion mellan de yttre ytorna i det inledande skedet av svets- och inre friktion i materialet, placerat mellan stödet och formverktyget efter det att inställningspartiet. I samband med den ökade temperaturen, vilket underlättar deformation.

Specifikt beteende hos materialet

Tangentiell rörelse mellan delarna och den spänning som orsakas av dem och agera tillsammans med kompression av tätningskraften, ger intensiv lokaliserad plastisk deformation i små mängder i ytskikten. Hela processen åtföljs av mekanisk slipning och evakuering av oxidfilmer och andra föroreningar. Ultraljudssvetsning möjliggör reduktion av sträckgränsen, vilket underlättar den plastiska deformationen.

process funktioner

Ultraljudssvetsning underlättar de nödvändiga villkoren för anslutning. Detta uppnås genom mekaniska givar vibrationer. På grund av att vibrationsenergin är komplexa skjuvspänning, kompression och spänning. Plastisk deformation sker genom att överskrida gränserna för elasticitetsmaterial. Framställning fast förbindelse säkerställs genom att öka området för direktkontakt efter evakuering ytoxider, organiska och adsorberade filmer.

Användningen av ultraljud

Ultraljud används flitigt i det vetenskapliga området. Med det är forskarna undersöker ett antal fysikaliska egenskaper hos ämnen och företeelser. Inom industrin är ultraljud används för avfettning och rengöringsmedel med hårda material. Dessutom Förändringar påverkar positivt de kristalliserande smältor. Ultraljud ger dem avgasning och slipning säd, öka de mekaniska egenskaperna hos gjutna material. Fluktuationer främja avlägsnande av kvarvarande spänning. De är också i stor utsträckning används för att öka hastigheten på långsamma kemiska reaktioner. ultraljudssvetsning kan användas för olika ändamål. Vibrationer kan vara en källa till energi för bildningen av anslutningarna söm och punkt. När den utsätts för ultraljudssvetsning bad under kristallisa förbättrade mekaniska egenskaperna hos föreningen på grund av slipning av svetsstrukturen och det intensiva avlägsnande av gaser. På grund av det faktum att vibrationerna aktivt avlägsna smuts, kan konstgjorda och naturliga film ansluta poster, oxiderad, lackerad, etc .. Surface. Ultraljud kan minska eller eliminera restspänningen som uppträder under svetsning. För oscillationer konto kan stabilisera strukturen av sammansatta komponenter. Detta i sin tur hjälper till att förhindra risken för spontana strukturell deformation efteråt. Ultraljudssvetsning blir mer allmänt används i de senaste åren. Detta beror på att de obestridliga fördelarna med denna metod jämfört med föreningen och en kall kontaktmetoder. Speciellt ultraljudsvibrationer används ofta i mikroelektronik. En lovande riktning är ultraljudssvets plast. Några av dem kan inte anslutas till någon annan metod. I industriella anläggningar är det för närvarande genomförs ultraljudsvetsning av tunnväggiga aluminiumprofiler, folie, tråd. En speciellt effektiv metod för detta sammansatta produkter från flera olika material. Ultraljudssvetsning av aluminium används vid tillverkning av hushållsapparater. Denna metod är effektiv när material skarvning ark (nickel, kopparlegeringar). Ultraljudssvetsning av plast har tillämpats vid tillverkning av optiska anordningar och finmekanik. För närvarande, skapade vi och genomföras i produktionen av maskiner för anslutning av olika element chip. Anordningar är utrustade med automatiska anordningar, genom vilket avsevärt ökar produktiviteten.

effekt ultraljud

Ultraljudssvetsning av plast ger en permanent anslutning på grund av den kombinerade verkan av högfrekventa mekaniska svängningar och de relativt små tryckkrafter. Denna metod har mycket att göra med den kalla metoden. Effekt ultraljud, som kan överföras genom mediet kommer att bero på de fysikaliska egenskaperna hos den senare. Vid överskridande av brottgränsen i kompressionszoner, är det fasta materialet förstörs. I liknande situationer i vätskor kavitation inträffar, tillsammans med uppkomsten av små bubblor och deras efterföljande racketen. Vid den sista processen lokalt tryck uppstår. Detta fenomen används för rengöring och bearbetning av produkter.

enhetsnoder

Ultraljudssvetsning av plast genomförs med hjälp av specialmaskiner. Följande komponenter är närvarande i dem:

1. Strömförsörjning.
2. Den oscillerande mekaniskt system.
3. Styr- och reglerutrustning.
4. tryckenhet.

Den oscillerande system används för att omvandla elektrisk energi till mekanisk för efterföljande överföring till det gemensamma parti, dess koncentration och erhålla den hastighet som krävs värdegivaren. Denna nod innehåller:

1. De elektromekaniska strömriktarlindningar. Den är innesluten i ett metallhölje och kyls med vatten.
2. Transformator elastiska vibrationer.
3. Svets spets.
4. Prop tryckmekanism.

Fästsystem med hjälp av membranet. ultraljudstrålning endast inträffar vid tidpunkten för svetsning. Processen sker under inverkan av svängningarna, det tryck som appliceras i rät vinkel mot ytan, och den termiska effekten.

möjligheterna hos metoden

Ultraljudssvetsning är mest effektiv för plastråvaror. Varor av koppar, nickel, guld, silver, och så vidare. Kan anslutas med varandra och med andra maloplastichnyh produkter. Med ökande hårdhet ultraljud svetsbarhet försämras. Verkligt samband med användning av ultraljuds eldfasta artiklar av volfram, niob, zirkonium, tantal, molybden. Ultraljudssvetsning av polymerer anses vara en relativt ny metod. Sådana produkter kan även vara förenade med varandra och med andra fasta komponenter. Som för metallen, kan den förenas med glas, halvledare, keramer. Kan binda ämnet och genom mellanskikt. Till exempel, är stålprodukter svetsas till varandra genom en aluminium plast. På grund av den korta varaktigheten av vistelse under hög temperatur erhålls en hög kvalitet förening av olika produkter. råmaterialegenskaper är föremål för mindre ändringar. Frånvaron av föroreningar - en av fördelarna besatt av ultraljudssvetsning. Risker för människor är också frånvarande. Vid anslutning gynnsamma hygieniska förhållanden. Kommunikationsprodukter är olika kemiska homogenitet.

anslutnings funktioner

metallsvetsning genomföres, som regel, betyder ett varv. Detta lägger en annan konstruktionsdesignelement. Svetsning kan utföras punkter (en eller flera), antingen kontinuerlig sutur looping. I vissa fall, är förformen änden av förformen tillverkad av tråd T-fog med sitt plan. Du kan utföra ultraljudssvetsning av flera material samtidigt (paket).

Tjockleken av delarna

Det är begränsat till den övre gränsen. Genom att öka tjockleken hos metallämnet måste användas med större amplitud svängningar. Detta kommer att kompensera för förlusten av energi. Ökningen av amplitud, i sin tur, är möjlig upp till en viss gräns. Begränsningar som är förknippade med sannolikheten för förekomst av utmattningssprickor, stora bucklor från instrumentet. I sådana fall är det nödvändigt att bedöma hur lämplig är ultraljudssvetsning. I praktiken, är den metod som används med en tjocklek av 3 artiklar 4 ... ... 05 mikron till 1 mm. Svetsning kan användas för delar med en diameter på 0,01 ... 05 mm. Tjockleken av den andra produkten kan vara väsentligen större än den första.

potentiella problem

I tillämpningen av ultraljudssvetsmetod, överväga sannolikheten för utmattningsbrott av de befintliga föreningar i produkterna. Under upphandlingsprocessen kan utvecklas i förhållande till varandra. Såsom nämnts ovan, det material på ytan av verktyget är bucklor. Själva enheten kännetecknas av en begränsad livslängd, på grund av erosion av dess arbetsplanet. Vid vissa punkter produkten materialet svetsas till instrumentet. Detta leder till slitage av enheten. Reparation av utrustningen åtföljs av en rad svårigheter. De är relaterade till det faktum att verktyget själv fungerar som ett element inte vika en enda nod utformning, konfiguration och dimensioner är utformade exakt till arbetsfrekvensen.

Förberedelser produkter och lägesinställningar

Innan ultraljudssvetsning av några komplicerade åtgärder ytan delar är inte nödvändigt att genomföra. Om så önskas för att öka stabiliteten i kvaliteten på anslutningen. För att göra detta, är det lämpligt att endast avfetta lösningsmedels produkt. För föreningar med formbara metaller som anses optimal cykel med en pulsfördröjning i förhållande till lanseringen ultraljud. Vid relativt hög hårdhet hos produkten är det lämpligt att vänta en liten uppvärmning innan införliva ultraljud.

svetsschemat

Deras är flera. Flödesscheman ultraljudssvetsverktyg olika karaktär svängningar. De kan vara torsion, bockning, längsgående. Också, skilja kretsen beroende på den spatiala positionen av anordningen relativt ytan av arbetsstycket, såväl som ett förfarande för överföring av tryckkrafter på de strukturella egenskaperna hos produkten och stödelementet. För konturering, utföringsformer böj- och längsgående vibrationer sutur och används punktbindning. Ultraljudsexponering kan kombineras med de lokala pulsade värme delar separat från värmekällan. I detta fall är det möjligt att uppnå en rad fördelar. Först av allt, kan du minska amplituden av svängningen, liksom styrkan och tidpunkten för deras bortgång. Energi Egenskaper hos värmepulsen och perioden av överlappning med ultraljud fungerar som ytterligare processparametrar.

värmeeffekt

Ultraljudssvetsning åtföljs av en temperaturökning vid fogpartiet. Förekomsten av värme orsakade uppkomsten av friktion på kontaktytorna av produkter, såväl som plastiska deformationer. De är i själva verket, tillsammans med bildandet av en svetsfog. Temperaturen vid kontaktdelen kommer att bero på de hållfasthetsparametrar. Chief bland dem är graden av materialets hårdhet. Dessutom avsevärd betydelse termofysikaliska egenskaper: värmeledningsförmåga och värmekapacitet. Vid temperaturnivån påverkar de valda svetsförhållanden. Som det visat sig, uppträder termiska effekten inte agerar som en avgörande förutsättning. Detta beror på att den maximala styrkan uppnås i produkter av föreningarna innan temperaturen stiger till tröskelnivån. Minska varaktigheten av överföringen av ultraljudsvibration kan förvärmas förande delar. Det kommer också att öka bindningsstyrkan.

slutsats

Ultraljudssvetsning är för närvarande i vissa industriella områden är en oumbärlig metod sammanfogning delar. Särskilt denna metod är vanlig i mikroelektronik. Ultraljud kan du ansluta en mängd plast och fasta material. Idag aktivt forskat arbete på förbättring av verktyg och svetsteknik.