Ультразвуковая сварка металлов и полимеров: особенности технологии, оборудование

 Ультразвук применяется везде, включая промышленную сферу.

Особую значимость он приобрел в сварочных работах, особенно при проведении сваривании тонких металлических листов, деталей. Ультразвуковая сварка производится путем акустических колебаний, при этом материал обязательно находится под небольшим давлением.

Применение данной технологии предотвращает деформирование швов, которое часто проявляется при проведении других видов сварки, а сам шов выходить прочным и качественным.

Характеристика метода

Сварка ультразвуком - это метод создания неразъемных соединений. Во время этой технологии генератором производится замена электрических колебаний с определенным показателем частоты на механические колебания аппарата. Показатели электрических колебаний ультразвука могут быть около 30 кГц.

Специфика данного процесса состоит в направлении теплового воздействия. УЗС имеет некоторые отличия от классических методов сваривания, которые состоят в произведении нагревания контактирующих областей деталей. Ее часто используют для разнородных металлов. Это единственный метод сваривания, который может применяться для соединения ряда полимерных материалов.

Преимущества

Ультразвуковая сварка металлов и полимеров обладает многими положительными особенностями, поэтому она пользуется популярностью в области промышленности.

К основным преимуществам данной технологии относят:

1. Высокая скорость выполнения работ, которая оказывает положительное воздействие на производственный процесс.
2. При проведении сварки не выделяются вредные испарения, которые могут оказать негативное воздействие на состояние дыхательной системы человека.
3. Для защиты свариваемой области не требуется применять инертные газы.
4. Этот метод обладает высокой экономичностью, потому что во время него не нужно применять электроды, присадочную проволоку.
5. При помощи влияния высокочастотных колебаний производится самостоятельная предварительная очистка поверхностей от мусора и оксидных пленок.
6. На всех стадиях работ не проявляются внутренние напряжения шва.
7. Аккуратно делает соединения с малозаметными следами прижима сварочного стержня.
8. Не наблюдается деформирования в области сваривания. Это обеспечивается за счет точечного и кратковременного механического воздействия механических колебаний.
9. Позволяет производить швы во всех пространственных положениях.
10. Возможность производить сваривание изделий из металла и полипропилена.
11. Простое проведение, сварочный процесс смогут выполнить даже новички.
12. Не наблюдается электрического напряжения на свариваемой детали.

Стоит отметить! При проведении ультразвукового сварочного процесса шов всегда получается ровным, прочным. Он не нуждается в проведении дополнительной обработки.

Используемое оборудование

Перед проведением этого сварочного процесса стоит рассмотреть важные особенности ультразвукового сварочного аппарата, который применяется при сваривании разных деталей из металла и полипропилена. Оборудование разделяется на аппараты, при помощи которых можно выполнять точечную контурную прессовую, шовную и шовно-шаговую сварку.

Показатель мощности аппаратов колеблется в диапазоне от 100 до 1500 Вт. Работают в основном на частоте 20000-22000 Гц.

В качестве главного элемента конструкции выступает электромеханическая колебательная система. Ее основное назначение состоит в преобразовании задаваемых генератором электрических колебаний в механические при неизменной частоте.

Кроме этого при проведении ультразвукового сварочного процесса стоит использовать другие необходимые элементы:

• акустический узел с волноводом;
• прессовый механизм;
• привод для увеличения давления;
• ультразвуковой излучатель для сварки;
• аппаратура для контролирования процесса.

Часто применяется ультразвуковая швейная машина для сварки полимеров, при помощи которой можно производить сваривание, резку, обработку пластикового материала. Чтобы процесс был удобным, элемент фиксируется на рабочем столе. К положительным особенностям данного оборудования относится высокая скорость, отличное качество шва.

Особенности технологии

Чтобы понять, как работает ультразвуковая сварка стоит рассмотреть ее основные особенности:

• первым делом требуется подключить прибор, это необходимо для начала выработки тока с нужной частотой и преобразования его в механические колебания;
• на область подставки оборудования помещается нижняя сторона свариваемой детали;
• сверху выкладывается вторая часть с таким же размером. Детали должны располагаться точно, это необходимо для сохранения симметрии и правильности сборки;
• стороны сжимаются прессом и закрепляются;
• в конце процесса устанавливается сварочная головка для излучения импульсов с заданной временной длиной;
• по окончанию воздействия ультразвука пресс отводится вверх, а элемент проверяется на качество соединения.

Ультразвуковая сварочная технология считается уникальной, она позволяет сваривать тонкие металлические и полипропиленовые изделия, которые не могут сварить другие виды сварок. При этом получается прочный и ровный шов без деформаций. Но чтобы выполнить все правильно стоит предварительно рассмотреть основные особенности и нюансы.

Интересное видео