ultrahangos hegesztés
Ultrahangos rezgések már széles körben használják a különböző iparágakban és a tanulmány a fizikai jelenségek. A jelenlegi fejlődési szakaszában az ultrahang technológia leírására javítja a korábban kidolgozott módszerek és bővítése a számos új alkalmazás ultrahangos vizsgálatára.
Ipari felhasználása ultrahangos vizsgálat fejlődik a két irányban:
használja az alacsony intenzitású hullám (alacsony energia rezgések) (0,8¸12,0 MHz) ð hiba detektálását, mérését, riasztó rendszerek, ipari automatizálás, stb
a használata nagy energiájú rezgések (nagy intenzitású hullám) való expozíció a hatóanyag és különféle tisztítási eljárások ð részei, hegesztés fémek és műanyagok, megmunkálás, stb
Ultrahang alacsony intenzitással és nagy frekvencián (MHz) használunk a szakterületen több mint 60 éve.
Ultrahangos rezgések nagy intenzitású (több, mint néhány W / cm 2) és F = 1844 kHz használunk az aktív befolyásolja a az anyag és a folyamat körülbelül 40 éve.
Az ultrahangos hegesztés technológiát használják a következő területeken:
Ahhoz, hogy a mechanikai tulajdonságok javítására a varrat sem, amikor a hegesztési medence a kristályosítás során. Javított mechanikai tulajdonságait egy hegesztett kötés előfordul szakadása miatt a hegesztési varrat struktúrája és eltávolítását gázok.
Mint energiaforrás a helyszínen, és varrat ízületek (különösen a mikroelektronika) ultrahangos rezgések aktívan elpusztítják a természetes és mesterséges filmet, amely lehetővé teszi hegesztési fém és egy oxidált felületet bevonva egy réteg lakk, stb lehetséges kapcsolatot a legfinomabb fémfóliák.
Ultrahangos csökkenti vagy megszünteti a belső feszültségek és alakváltozások során felmerülő hegesztéssel. Ezek stabilizálják a szerkezeti elemek a hegesztett kötés a fém, kiküszöbölve annak lehetőségét, spontán deformáció a hegesztett szerkezet idővel.
Annak megállapítására, minőségének hegesztett kötések (ultrahangos vizsgálat) különböző fémek és ötvözetek.
Ultrahanggal hegesztett legtöbb hőre lágyuló polimerek (például polisztirol).
Az első kísérletek ultrahangos hegesztéssel (PSM) fémek ben Németországban a 1936-37g.g. és a munka, hogy hozzon létre gépek és PSM technológia kezdett az Egyesült Államokban a korai 50-es években.
A Szovjetunió, az első munkája a USS fémek megjelent 1958-ban.
Kutatási és fejlesztési munka területén PSM részt VNIIS Leningrád, Bauman Bauman Budapest, NIITOP Nyizsnyij Novgorod és mások.
A folyamat a ultrahangos hegesztés fémek
Amikor ultrahanghegesztéssel egyrészes fém vegyület keletkezik alatt kombinált hatása mechanikai rezgések a részleteket a nagy gyakorisággal és viszonylag kis nyomóerők alkalmazott normál és az érintkező felület (f = 10100 kHz, rezgési amplitúdó x = 1100 mikron).
A magas frekvenciájú mechanikai rezgések jellemzően a magnetostrikciós hatást. Azt, hogy változik a mérete néhány ötvözetek hatása alatt váltakozó mágneses mezőt.
Az ultrahang átalakítók tipikusan használt tiszta nikkel vagy vas-kobalt ötvözetek. Megváltoztatása a méretei a magnetostrikciós anyagok nagyon kicsi: nikkel magnetostrikciós megnyúlás 40 × 10 -6. Ezért, a nagyobb amplitúdójú rezgések és koncentrációja az energia, és a továbbító mechanikai rezgések, hogy a hegesztési használatával hullámvezetők. amelyek általában kúpos alakú. Együttható erőfeszítéseket hullámvezetők jellemzően egyenlő 5, az amplitúdó a végén a hullámvezető alapjáraton kell lennie 2030 mikron. Ultrahangos kötés A tapasztalat azt mutatja, hogy a nagysága a rezgés amplitúdója x = 13 mikron képződése már biztosítják a megbízható kapcsolat.
Tölcsérek továbbítja az energiát a rezgések a síkhullám magnetostriktív átalakító a hegesztési tip (eszköz)
1. ábra. Megjelenése hullámvezetők
A nyereség az oszcillációs elmozdulási amplitúdóval az d1 ¹d2 Ku 2 = d1 / d2 2. ahol a D1. d2 - átmérőjét a bemeneti és kimeneti hullámvezető végződik.
A fő helyszín a gép PSM - magnetostriktív átalakító. Az elképzelése ponthegesztő készülék az alábbi űrlapot.
1-magnetostriktív átalakító; 2-hullámvezető; 3-kiemelkedés; 4-kerék hajtás tömörítési (kompressziós mechanizmus); 5-termék; 6 inga csapágy; 7 membrán; 8-áram feeder; 9-víz hűtőköpeny.
2. ábra. Készülék ponthegesztő
1-magnetostriktív átalakító; 2-hullámvezető; 3-hegesztett görgő; 4, a nyomógörgő; 5-termék; 6-átalakító burkolat; 7-áramellátása a magnetostriktív átalakító; 8-forgatóegységhez; 9 a kínálat a hűtővíz.
3. ábra. Készülék ultrahangos hegesztő
Felszámolás magnetostrikciós átalakító áram-nagyfrekvenciás ultrahang-generátor. Mechanikai rezgések, és erősített rádiófrekvenciás. Végén a hullámvezető van egy kiugrása dolgozik. Amikor a hegesztés nagy rugalmassági átvitt rezgések révén a hullámvezető üzemi vetítési vízszintes nagyfrekvenciás mechanikus mozgása.
Az időtartam függ a hegesztési folyamat a hegesztési varrat és a vastagsága kisebb vastagságú kiszámítani egy második.
4. ábra. Reakcióvázlat PSM folyamat fémek
tip rezgéseket polarizált a síkban egybeesik a felülete a felső lemez.
A fluktuációk tip (dolgozó kiemelkedés eszköz) oka ingadozások tartólemezek és amplitúdókkal x1. x2. x3. és x0> x1> x2> x3. mint az egyes területek „tip-tétel”, „részben rész”, „elem teherhordó” akkor a rezgési energia felszívódását.
A hegesztési folyamat kölcsönhatásával kezdődik a microroughness a felületek az intézkedés alapján N, vannak deformálva.
Bekapcsolása után az ultrahangos vizsgálati eredményt a relatív rezgés a felületek érintkezése microroughness tapasztalatok nyírási és részlegesen deformált, a konvergencia lép fel, a tisztítást a felület, vannak beállítás zónában, stb
A kezdeti pillanatában hatásának ultrahangos rezgések a hegesztett felületeken száraz súrlódás lép fel, ami a pusztulását oxid filmek és filmek adszorbeált gázok és folyadékok. Képződése után folyamat juvenilis felületek száraz súrlódás átjut a tiszta súrlódás, amely kíséri a kialakulását a beállítást a csomópontok. Beállítható hozzájárulnak kis amplitúdójú lengések és súrlódó felületek dugattyús természete miatt a rezgések.
Metallurgical minták vizsgálata a különböző fémek, amelyek össze vannak hegesztve a különböző hegesztési módok (teljesítmény, időtartama, különböző nyomásokon), nem található a zóna a hegesztési öntött szerkezet vagy expozíció fém magas hőmérsékleten. Megállapítást nyert, hogy a hegesztési zóna hőmérséklete nem magasabb, mint 0,6-szerese az olvadási hőmérsékletet.
Néhány adat a hőmérséklet (T °) egy hegesztési zóna az 1. táblázatban megadott.