Ультразвуковые колебания

Ультразвуковые колебания от преобразователя передаются по концентратору (волноводу) и расположенному перпендикулярно ему сварочному инструменту, который в свою очередь передает их проволочному выводу и детали. Инструмент, совершая колебания изгиба, воздействует на вывод, притирая его к детали. При этом поверхности контакта очищаются, нагреваются, сближаются и происходит взаимная диффузия атомов, в результате чего образуется прочное соединение вывода с деталью.

Прочность соединений, полученных ультразвуковой сваркой, зависит от амплитуды и частоты ультразвуковых колебаний инструмента, контактного усилия, прикладываемого к свариваемым материалам, времени сварки и мощности колебательной системы. Амплитуду и частоту колебаний инструмента подбирают опытным путем для каждой пары материалов определенной толщины, так как от них зависит динамическая нагрузка, передаваемая сваривае-мым изделиям в зоне контакта. Так, для материалов небольшой толщины используют малые амплитуды (0,005...0,015 мм) и повышенные частоты (до 100 кГц). Пластическая деформация материалов зависит от их физико-механических свойств, толщины и приложенного контактного усилия, а также от состояния контактных поверхностей.

Мощность колебательной системы определяется конструкцией установки, а время сварки зависит от выбранных амплитуды и частоты колебаний инструмента, контактного усилия, а также свойств свариваемых материалов, их толщины и обычно составляет от нескольких сотых до нескольких десятых долей секунды. Свариваемые поверхности должны быть чистыми, не иметь жировых пленок и грубых дефектов. Следует помнить, что основным условием высококачественной ультразвуковой сварки является свободное контактирование соединяемых поверхностей.

Для интенсификации процесса ультразвуковой сварки применяют косвенный импульсный нагрев инструмента. Одновременное воздействие ультразвуковых колебаний и импульсного нагрева инструмента на соединяемые материалы повышает прочность сварного соединения при меньшей деформации изделия и позволяет соединять между собой трудносвариваемые материалы.