Ультразвуковая сварка применяется для сварки металлов и пластмасс (поливинилхлорида, полиэтилена, полипропилена, полистирола, полиметилметакрилата и др.). Наиболее легко соединяются пластичные металлы (серебро, медь, алюминий, золото и т л.) как между собой, так и в сочетании с твердыми малопластичными материалами. Металлы можно приваривать к стеклу, керамике, полупроводниковым материалам (к кремнию, германию). Не вызывает трудностей сварка металлов, покрытых оксидами, лаками, полимерами.
Схемы типовых колебательных систем для ультразвуковой сварки:
а - продольная; б - продольно-поперечная; в - крутильная; г - продольно-вертикальная
Для сварки применяются колебательные системы различных типов.
Принципиальная схема машины для ультразвуковой шовной сварки
Принципиальная схема машины для ультразвуковой сварки изображена на рис.
Типичные соединения, выполняемые ультразвуковой сваркой, показаны на рис.
Основным типом соединения является нахлесточное. Сварка может выполняться точечным и непрерывными швами. Толщина свариваемых элементов от 3 мкм до 1,0 мм. При сварке разнотолщинных деталей толщина второй детали не ограничивается. Колебательная система состоит из электромеханического преобразователя с обмотками, заключенного в металлический корпус, охлаждаемый водой; трансформатора упругих колебаний, сваривающего ролика и прижимного ролика. Сварка изделия происходит при вращении колебательной системы от специального привода. При подводе тока от ультразвукового генератора через устройство возникает периодическое изменение размеров преобразователя.
Схемы холодной сварки:
а - точечной; б - стыковой
Холодная сварка основана на использовании совместных пластических деформаций свариваемых деталей. Этим способом свариваются металлы: алюминий, медь, никель, свинец, цинк, серебро, титан, а также разнородные металлы, такие, как медь — алюминий, что имеет большое значение в электротехнической промышленности. Точечная сварка осуществляется вдавливанием пуансонов в детали. При стыковой сварке зажимы имеют выступы, ограничивающие деформацию.
Схема шовной холодной сварки:
а - с односторонним; б - с двусторонним деформированием
Шовная сварка с односторонним или двусторонним деформированием позволяет получить шов неограниченной длины. В этом случае деформирование осуществляется вдавливанием в детали рабочих выступов вращающихся роликов. Герметичный шов по замкнутому контуру также можно получить. В этом случае отбортовка алюминиевого корпуса и крышка свариваются в результате приложения осевого усилия к пуансонам с рабочими выступами по всему контуру, центрируемым обоймой. Наиболее характерными примерами применения холодной сварки являются следующие: точечная сварка листового алюминия толщиной от 0,1 до 10 мм; стыковая сварка проводов, стержней и полос из алюминия, а также меди с алюминием сечением до 650 мм2; армирование алюминиевых обмоток и шин тонкими медными накладками; шовная сварка алюминия для приварки крышек к алюминиевым корпусам.
