44. Сварка ультразвуком.

В УЗ сварке высокочастотн. эл. энергия преобр-ся в мех. движ-е с частотой 15тыс. и более циклов в сек. В ходе сварки соед-ые детали сперва скрепл-ся под р, а затем подв-ся возд-ю высокочаст. колебаний.

В следствие этого в месте стыка возникают силы межмолек. трения и выраб-ся теплота. Колеб. движение перед-ся мат-лу полим-ра при помощи волновода концентратора, кот. изгот-ся из Аl, Тi сплавов или высококач. марок сталей, поскольку подв-ся значит. истиранию.

Схема процесса ультразвуковой сварки приведена на рис. 11.17.

1 – волновод, 2 – свариваемые детали, 3 – отражатель

В зав-ти от расположения волнов-да относ-но сварив. пов-ти выд-ют УЗ сварку в ближнем и дальнем поле. В случае сварки в ближнем поле расст-е от пов-ти волновода до сварив. пов-ти не превышает 6мм. Таким спос-м сваривают мат-лы с низким модулем упруг-ти. В этом случае коэф. затухания по мат-лу будет велик и под действием УЗ колебаний будет распл-ся тонкий слой пол-ра. При сварке в дальнем поле расст-е м/у волноводом и пов-ю стыка > 6мм. Таким способом мог. сварив-ся мат-лы с большим модулем упр-ти. Д/ крист. полимеров д. б. большая ампл-да колеб-й, след-но меньшее р режима наконечника к детали и меньш. р прижима волновода к месту сварки. Д/хрупких мат-ов м-д УЗ сварки не подходит.

Принцип создания теплоты трением заложен и в методе вибрационной сварки.

Теплоту в этом случае можно получить двумя способами:

• Поступательные вибрации: линейная вибрационная сварка, частоты от 100 до 300 Гц.

• Вращательно-колебательная вибрация: угловая вибрационная сварка. Частоты от 190 до 230 Гц.

Вибрации возникают в вибраторе и передаются к детали, деталь разогревается за счет поверхностного трения, проплавляется и после охлаждения соединяется в прочное герметичное соединение.

• При этом способе могут сваривать и аморфные и кристаллические материалы (которые плохо свариваются УЗ сваркой).

• Не нужны работы по очистке и подготовке поверхности.

• Но! В детали должна быть горизонтальная поверхность для возможности сваривания.

• Можно использовать только совместимые по температуре плавления термопласты.

• Высокий уровень шума.

• Хорошо поддаются сварке наполненные и армированные системы, которые трудно свариваются УЗ и нагревательными элементами.

• При сваривании влажных деталей необходима их предварительная просушка, чтобы не образовывалось раковин в швах.

• Детали из реактопластов этим способом сваривать нельзя.

Вибрационная сварка приобрела большое значение для серийной сварки изделий. Существуют автоматизированные сварочные машины, в которых все важные сварочные параметры, например, усилие, частота колебаний, амплитуда колебаний и время сварки, могут управляться и регулироваться.