Нині є безліч методів зварювання металів. Вони мають як низку достоїнств, і ряд недосконалостей. Переважно методи відрізняються сферами їх застосування та індивідуальними ознаками. Деякі з них більше підійдуть для використання в екстремальних або небезпечних випадках, дехто більше підходить для повсякденної рутини. Але є й ті, про які відомо далеко не багатьом через вузьку сферу використання.
Одним із менш відомих методів є ультразвукове зварювання. Можливо, вона не є найвідомішим методом, але без неї не обійтися при зварюванні мікроелектроніки та інших невеликих різноманітних виробів. Завдяки цій статті ви дізнаєтесь більше про метод зварювання ультразвуком та його використання у процесі зварювання матеріалів.
Загальні відомості
Зварювання металів ультразвуком це спосіб зварювання, особливістю якого є використання коливальних хвиль ультразвуку. До речі, вона використовується не тільки в цій сфері. Досить популярна і зварювання деталей багатьох інших матеріалів, зварювання ультразвуком відмінний помічник при з’єднанні скла і металу. За бажанням, цей спосіб зварювання можна використовувати спільно з іншими методами, наприклад, з точковим.
До речі, під кінець 1960-х років перший автомобіль, виготовлений із пластмаси, був зварений саме завдяки зварюванню ультразвуком.
Невідомо скільки ще знадобилося часу для завершення даного проекту без допомоги даного методу.
Зараз створені та широко використовуються спеціально виготовлені апарати для зварювання ультразвуком. Одним із таких приладів є швейна машина для зварювання полімерів ультразвуком. Докладніше про це буде трохи пізніше у статті.
Як це працює
Під час цього процесу використовується особливий ультразвуковий механізм, що безупинно генерує ультразвукові хвилі з частотою, що досягає 180 кГц. У результаті з потужністю, що утворюється до 10 кВт, формуються коливання високої частоти. Вони відтворюють тепло і деталі починають зварюватися.
Так звучить робота коротенько. Докладніше описати процес зварювання можна так: сухе тертя між частинками утворюється шляхом зіштовхування деталей з коливаннями високих частот. У разі виникнення окисної плівки на металі необхідно зробити сухе тертя. Сам процес зварювання відбувається внаслідок чистого тертя, коли метал починає розплавлятися.
Зварювання ультразвуком допомагає виконувати різноманітні види сполук металів. Ви зможете майстерно зварювати і роздавлювати матеріал як вам буде потрібно. Цей спосіб надає безліч варіантів роботи.
Плюси та мінуси цього виду зварювання
Як і у будь-якого способу зварювання, у роботи зі зварюванням ультразвуком є свої плюси та мінуси. У цьому пункті ми детально розберемо кожен із них, щоб стало зрозуміліше, наскільки вашому випадку підходить саме цей метод зварювання, чи краще розглянути якийсь інший.
З плюсів: По-перше, немає необхідності детально готувати метал до зварювання. Єдина річ, яку потрібно зробити перед початком роботи, це знежирення поверхні. Можете навіть не приділяти уваги бруду та іржі. За інших способів зварювання підготовка процесу займає додатковий час і сили, а при ультразвуковому зварюванні ви можете забути про це. По-друге, область нагрівання металу. Можна нагріти метал саме в області, де ви плануєте з’єднати матеріал. Це помхоче виключити будь-яку деформацію або неточність у процесі надмірного нагрівання. Ця властивість особливо стане в нагоді при роботі з пластмасовими деталями. По-третє, ви зможете зварити необхідний метал у важкодоступних місцях. До того ж, оскільки матеріал нагрівається в межах однієї секунди, вся робота займе мінімум мінімум часу. Цей спосіб також зможе зварити найтонші метали, аж до листів не ширше за 0,001 мм. Досить вражаюче!
А оскільки ми намагаємося надати максимально чесну та об’єктивну інформацію, далі буде список недоліків цього методу. Але, на нашу думку, вони не є настільки значними.
Одним з мінусів ультразвукового зварювання можуть бути ситуації, в яких з’являється необхідність придбати більш дорогий прилад, якщо бюджетний варіант запросто не справляється з поставленим завданням. Однак варто відзначити, що трапляється таке досить рідко. Нам ще не довелося зустрітися з випадком, де звичайний ультразвуковий апарат не зміг би зробити роботу так само якісно, як і дорожчий варіант.
Ще одним недоліком може бути варіант, коли метал виявляється занадто товстим для ультразвукового зварювання. Дане незручність можна виправити, підібравши певний тип деталей.
Які прилади використовують
Оскільки ми вже почали описувати спеціальні прилади та обладнання, зараз розглянемо цей пункт більш детально. При зварюванні ультразвуком використовують три основні види приладів: для точково-контурного зварювання, для шовного зварювання та мобільні прилади для такого типу зварювання, яке потребує невеликої потужності. Їх можна переносити із собою куди завгодно.
До того ж, потужність приладів може відрізнятися у зв’язку з ціною, метою використання та параметрами. Загалом ця різниця існує в межах 100-1500Вт.
Аж до 1980 року при виготовленні зварювальних приладів використовувався магнітострикційний принцип генерації. Такі види апаратів з того часу не випускають, їх замінили нові види, які мають п’єзоелектричний перетворювач.
У наш час виробництво таких апаратів поширене майже в усіх країнах світу. Вітчизняний продукт має гарне співвідношення ціни до якості, що робить його непоганим варіантом для покупки, якщо ви не маєте бюджету для дорожчих зарубіжних апаратів. У світі ультразвукові устаткування зварювання мають дуже велику сферу використання, але почали виробляти їх у часи Радянського Союзу, коли їх застосовували у процесі зварювання мікросхем.
“Підведемо підсумок”
Незамінним ультразвуковим зварюванням стає під час роботи з невеликими і тонкими матеріалами, так як вручну або іншим способом їх зварити не можна. З її допомогою не відбувається деформація металу і він залишається на своєму місці, міцно поєднуючись з іншим матеріалом. Ще однією корисною якістю цього зварювання є можливість зварити метали, навіть покриті окисною плівкою. Як приклад можна взяти алюміній, що постійно доставляє проблеми зварювальникам.
Також варто відзначити, що апарати для зварювання ультразвуком є досить дешевим придбанням, так що радимо спробувати цей спосіб зварювання на особистому досвіді. Якщо у вас була колись можливість використовувати обладнання для зварювання ультразвуком, то не соромтеся розповісти про це. цьому досвіді може допомогти новачкам зважитися на використання цього методу. Легкої роботи!”