УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СВАРКА

Ультразвуковые колебания в настоящее время широко используются в различных отраслях промышленности и при исследовании физических явлений. Современный этап развития ультразвуковой техники характеризуется как совершенствованием ранее разработанных способов, так и расширением числа новых областей применения УЗК.

Промышленное использование УЗК развивается в двух направлениях:

· применение волн малой интенсивности (низкоэнергетических колебаний) (0,8¸12,0 МГц) ð для дефектоскопии, измерений, сигнализации, автоматизации производства и т.д.

· применение высокоэнергетических колебаний (волн высокой интенсивности) для активного воздействия на вещества и различные технологические процессы ð очистка деталей, сварка металлов и пластмасс, механическая обработка и т.д.

Ультразвук низкой интенсивности и высокой частоты (МГц) используют в технике более 60 лет.

Ультразвуковые колебания высокой интенсивности (более нескольких Вт/см²)и f=18¸44 кГц применяют для активного воздействия на вещества и технологический процессы около 40 лет.

В сварочной технике ультразвук используют в следующих направлениях:

1. Для улучшения механических свойств сварного соединения при воздействии на сварочную ванну в процессе кристаллизации. Улучшение механических свойств сварного соединения происходит благодаря измельчению структуры металла шва и удалению газов.

2. В качестве источника энергии для получения точечных и шовных соединений (особенно в микроэлектронике) ультразвуковые колебания активно разрушают естественные и искусственные пленки, что позволяет сваривать металлы с окисленной поверхностью, покрытые слоем лака и т.д., возможно соединение тончайших металлических фольг.

3. Ультразвук снижает или снимает собственные напряжения и деформации, возникающие при сварке. Им можно стабилизировать структурные составляющие металла сварного соединения, устраняя возможность самопроизвольного деформирования сварной конструкции со временем.

4. Для оценки качества сварных соединений (ультразвуковая дефектоскопия) из различных металлов и сплавов.

5. Ультразвуком сваривается большая часть термопластичных полимеров (например, полистирол).

Первые опыты по ультразвуковой сварке (УЗС) металлов предпринимались в Германии в 1936-37г.г., а работы по созданию оборудования и технологии УЗС начались в США в начале 50-х годов.

В СССР первые работы по УЗС металлов появились в 1958 году.

Исследованиями и опытно-конструкторскими работами в области УЗС занимаются ВНИИСО г.Ленинград, МВТУ им.Баумана г.Москва, НИИТОП г.Н.Новгород и другие.