чної коливальної системою. p> Типові коливальні системи для ультразвукового зварювання металів наведено на рис. 6. p> Основною ланкою коливальних систем є перетворювач 1, який виготовляють з магніто-стрікціонних або електрострикційних матеріалів (нікель, пермендюр, титанат барію, ніобат свинцю та ін.) p> Перетворювач є джерелом механічних коливань. Волноводное ланка 2 здійснює передачу енергії до зварювального наконечника і забезпечує збільшення амплітуди коливань в порівнянні з амплітудою вихідних хвиль перетворювача, а також трансформує опір навантаження і концентрує енергію в заданій ділянці зварюються деталей 5. Акустична розв'язка 3 від корпусу машини дозволяє практично всю енергію механічних коливань трансформувати і концентрувати в зоні контакту. p> Зварювальний наконечник 4 є согласующим хвилеводним ланкою між навантаженням і коливальної системою. Він визначає площа і об'єм безпосереднього джерела ультразвукових механічних коливань в зоні зварювання. Залежно від форми зварювального наконечника коливальної системи ультразвукове зварювання може бути точкового, шовного або кільцевої. За допомогою ультразвуку можна зварювати метали та сплави як між собою (в однорідному або разнородном поєднанні), так і з деякими неметалевими матеріалами. p> Зварювальність металу залежить від його твердості і кристалічної структури. Зварюваність погіршується в такій послідовності для металів, що мають ГЦК, ОЦК і гексагональну решітки, а також із збільшенням твердості. p> Ультразвукове зварювання дозволяє поєднувати різні елементи виробів завтовшки 0,005 - 3,0 мм або діаметром 0,01 - 0,5 мм. При приварюванні тонких листів і фольги до деталей товщина останніх практично не обмежується. p> Особливі переваги цей процес має при з'єднанні різнорідних і термочутливих елементів. p> Областями використання ультразвукового зварювання є: виробництво напівпровідників, мікроприладів і мікроелементів для електроніки, конденсаторів, запобіжників, реле, трансформаторів, нагрівачів побутових холодильників, приладів точної механіки і оптики, реакторів, зрощування кінців рулонів різних тонколистових матеріалів (Мідь, алюміній, нікель та їх сплави) в лініях їх обробки, а також автомобільна промисловість. p> З'єднання при цьому способі зварювання утворюється під дією ультразвукових коливань (частотою 20-40 кГц) і стискають тисків, прикладених до зварюваних деталей. p> Ультразвукові коливання у зварювальних установках отримують таким чином. Струм від ультразвукового генератора (УЗГ) подається на обмотку магнітострикційного перетворювача (Вібратора), який зібраний із пластин товщиною 0,1-0,2 мм. Матеріал, з якого вони виготовлені, здатний змінювати свої геометричні розміри під дією змінного магнітного поля.
Якщо магнітне поле направлено вздовж пакета пластин, то будь-які його зміни призводять до вкорочення або подовженню магнітостріктора, що забезпечує перетворення високочастотних електричних коливань в механічні тієї ж частоти. p> Вібратор з'єднується припоєм (або клеєм) з хвилеводом або концентратором (інструментом), який може посилювати амплітуду коливань. Хвилеводи циліндричної форми передають коливання, не змінюючи їх амплітуди, в той час як ступінчасті, конічні концентратори посилюють коливання. Розміри і форму концентратора розраховують з урахуванням необхідного коефіцієнта посилення. Як правило, достатній коефіцієнт 5, що забезпечує амплітуду коливань робочого виступу при холостому ході 20-30 мкм. Розміри хвилеводної системи підбирають так, щоб у зоні зварювання амплітуди коливань були максимальними (крива пружних коливань, рис. 7).
При цьому методі зварювання коливальні рухи ультразвукової частоти руйнують нерівності поверхні (Рис. 8) і оксидний шар. Спільний вплив на сполучаються деталі механічних коливань і відносно невеликого тиску зварювального хвилеводу-інструменту забезпечує протягом металу в зоні з'єднуються поверхонь без зовнішнього підведення теплоти. У результаті тертя, викликаного зворотно-поступальним рухом стислих контактуючих поверхонь, нагріваються поверхневі шари матеріалів. Однак тертя - не домінуючий джерело теплоти при зварюванні, наприклад, металів, але його внесок в освіту зварного з'єднання є істотним. Ультразвукове зварювання може застосовуватися для з'єднання металу невеликих товщин, широко застосовується для зварювання полімерних матеріалів. При зварюванні полімерів ультразвукові коливання подаються хвилеводом перпендикулярно до з'єднувальних поверхонь, і під їх впливом виникає інтенсивна дифузія - переміщення макромолекул з однієї соединяемой частини в іншу.
Розроблено процес зварювання кісткових тканин в живому організмі, заснований на властивості ультразвуку прискорювати процес полімеризації деяких мономерів. Так, Циакрін, що представляє собою етиловий ефір ціанакриловий кислоти, під дією ультразвуку утворює твердий полімер протягом десятків секунд, у той час як без ультразвуку процес полімеризації йде кілька годин. ...
