На даний момент існує близько сотні найрізноманітніших способів зварювання металів. У кожного з них є свої достоїнства і недоліки, особливості і сфери застосування. Якісь методи незамінні на небезпечних об’єктах, а якісь стають засадничими в практиці домашніх майстрів. Але існують і такі способи зварювання, про які ми мало що чуємо в силу вузького застосування.
Один з таких способів-зварювання ультразвуком. Ультразвукове зварювання нечасто на слуху, але вона все ж широко застосовується при зварюванні мікроелектроніки, дроту, листового металу і інших тонких або просто маленьких виробів. У цій статті ми детально пояснимо, що таке ультразвукове зварювання і як працює цей метод з’єднання металів.
Загальна інформація
Ультразвукова зварювання металів — метод зварювання, в основі якого лежить застосування ультразвукових коливальних хвиль. Широко застосовується не лише для зварювання металів, але і для з’єднання деталей з пластмаси, тканини, натуральної шкіри. Також за допомогою ультразвуку ви зможете зварити скло з металом. Ви можете комбінувати ультразвукове зварювання з точковим, контурним або шовним зварюванням.
Цікавий факт: у кінці60-х років минулого століття за допомогою ультразвукового зварювання був зібраний автомобіль, виготовлений з пластмаси. Саме завдяки ультразвуковому устаткуванню цей проект вдалося успішно завершити.
Читайте також: Ультразвукове зварювання пластмас
Існують навіть спеціалізовані прилади для ультразвукового зварювання. Наприклад, великою популярністю користується ультразвукова швацька машина для зварювання полімерів (брезенту або подібних виробів). Але про устаткування ми детальніше поговоримо пізніше.
Технологія
Ультразвукова зварювання металів може виконуватися з використанням найрізноманітніших типів зварних з’єднань. Ви можете зварити дві деталі внахлест, роздавити кромки і зварити їх, можете встык зварити круглу деталь з плоскою, і так далі. Словом, можливості практично безмежні.
Достоїнства і недоліки
У ультразвукового зварювання (як і у будь-якого іншого методу) є достоїнства і недоліки. Давайте розглянемо їх детальніше, щоб ви могли зрозуміти, в яких цілях варто застосовувати ультразвук, а в яких від цієї ідеї краще відмовитися.
Перша гідність-відсутність необхідності в ретельній підготовці металу під зварювання. Єдине, що необхідно зробити-знежирити поверхню. Усе. Можна навіть не видаляти бруд або іржу. При інших методах зварювання підготовчий процес віднімає багато часу і сил, а ось із застосуванням ультразвуку ця проблема легко вирішується.
Другий плюс-місцевий нагрів. Метал нагрівається тільки в тому місці, де планується зварне з’єднання. З цієї причини виключені які-небудь деформації металу із-за надмірного нагріву. Ця гідність особливо помітно при зварюванні пластмасових деталей.
Третій плюс-можливість варити навіть у важкодоступних місцях, при цьому усе зварювання робиться дуже швидко, адже метал устигає нагрітися менш ніж за секунду. До того ж, ви без зусиль зварите дуже тонкий метал. І кажучи “тонкий” ми маємо на увазі навіть металеві листи завтовшки не більше0,001 міліметра. Вражає!
Але, оскільки наш матеріал об’єктивний, ми розповімо і про недоліки. Врахуйте, що усі вони не так істотні.
По-перше, в деяких ситуаціях все ж доводиться придбавати дорогі генератори ультразвукових хвиль, якщо бюджетні моделі не справляються. Але, справедливості ради, трапляється це украй рідко. У нашій практиці ще не було жодного випадку, коли б недорогий ультразвуковий генератор не впорався зі своєю роботою.
Також іноді бувають ситуації, коли ультразвук не може зварити товстий метал. Цю проблему можна розв’язати, якщо підбирати увігнуті деталі. Вони фокусуватимуть ультразвук в зоні зварювання і тим самим навіть товстий метал швидко розплавиться.
Устаткування
Раз вже ми двічі згадали устаткування, зупинимося детальніше на цій темі. Існує три типи апаратів для ультразвукового зварювання:
- Апарати, що виконують точково-контурне зварювання
- Сварочники, що виконують шовне або шовно-крокове зварювання
Мобільні (переносні) апарати малої потужності, наприклад, зварювальні пістолети.
При цьому потужність апарату може бути від100 до1500Вт, залежно від його ціни, призначення і розмірів.
На зварювальних апаратах, зроблених до кінця70-х, використовувався магнітострикційний принцип генерації ультразвуку. Але на даний момент такі апарати не випускаються, їм на зміну прийшли установки, в яких ультразвук генерується за допомогою вбудованого п’єзоелектричного перетворювача.
На даний момент таке устаткування роблять багато країн Європи і світу, у тому числі Україна. Якість вітчизняної продукції цілком прийнятна, особливо враховуючи невисоку вартість в порівнянні із зарубіжними конкурентами. Взагалі виробництво ультразвукових зварювальних апаратів почалося ще в Радянському союзі. Тоді такі апарати в основному використовувалися для зварювання мікросхем. Зараз же сфера застосування стала куди ширше.
Висновок
Зварювання ультразвуком незамінна при роботі з маленькими і тонкими деталями, які просто неможливо зварити вручну або із застосуванням інших технологій. Завдяки ультразвуку метал не деформується і не розтікається, а утворює міцне з’єднання. Також зварювання ультразвуком дозволяє безпроблемно варити метали, покриті окисною плівкою. Наприклад, алюміній, з яким у зварювальників звичайні багато проблем.
До того ж, устаткування для ультразвукового зварювання коштує не так вже дорого. Тому рекомендуємо випробувати у своїй практиці цей метод з’єднання металів. Якщо ви коли-небудь виконували ультразвукове зварювання своїми руками, то розкажіть про це. Ваш досвід буде корисний для багатьох новачків. Бажаємо удачі в роботі!