Ultrasəs plastiklərin, plastiklərin, metalların, polimer materialların, alüminium profillərin qaynağı. Ultrasonik qaynaq: texnologiya, zərərli amillər

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-17 10:18

Metalların ultrasəs qaynağı bərk fazada daimi birləşmənin əldə edildiyi prosesdir. Yetkinlik yaşına çatmayan sahələrin (bağların meydana gəldiyi) formalaşması və onların arasında əlaqə xüsusi bir alətin təsiri altında baş verir. Kiçik amplitudalı nisbi işarə ilə dəyişən tangensial yerdəyişmələrin və boşluqlar üzərində sıxıcı normal qüvvənin birgə hərəkətini təmin edir. Gəlin ultrasəs qaynaq texnologiyasının nə olduğuna daha yaxından nəzər salaq.

Əlaqə mexanizmi

Aşağı amplituda yerdəyişmələr ultrasəs tezliyi olan hissələr arasında baş verir. Onların sayəsində hissələrin səthindəki mikro pürüzlülüklər plastik deformasiyaya məruz qalır. Eyni zamanda, çirkləndiricilər birləşmə zonasından çıxarılır. Ultrasəs mexaniki titrəmələr iş parçasının kənarındakı alətdən qaynaq yerinə ötürülür. Bütün proses armatur və dəstəyin sürüşməsini istisna edəcək şəkildə təşkil edilmişdirdetallı səthlər. Titrəmələrin iş parçasından keçməsi zamanı enerji dağılır. Bu, qaynağın başlanğıc mərhələsində səthlər arasında xarici sürtünmə və quraşdırma sahəsinin formalaşmasından sonra dayaq və alət arasında yerləşən materialda daxili sürtünmə ilə təmin edilir. Bu, oynaqda temperaturu yüksəldərək deformasiyanı asanlaşdırır.

Xüsusi material davranışı

Hissələr arasında tangensial yerdəyişmələr və onların yaratdığı və qaynaq qüvvəsindən sıxılma ilə birlikdə hərəkət etdiyi gərginliklər səthə yaxın təbəqələrdə kiçik həcmlərdə şiddətli plastik deformasiyanın lokalizasiyasını təmin edir. Bütün proses oksid filmlərinin və digər çirkləndiricilərin üyüdülməsi və mexaniki boşaldılması ilə müşayiət olunur. Ultrasonik qaynaq məhsuldarlığı azaldır və bununla da plastik deformasiyanı asanlaşdırır.

Proses Xüsusiyyətləri

Ultrasəs qaynağı əlaqə üçün lazımi şəraitin formalaşmasına kömək edir. Bu, çeviricinin mexaniki vibrasiyaları ilə təmin edilir. Vibrasiya enerjisi mürəkkəb kəsmə, sıxılma və deformasiya gərginlikləri yaradır. Materialların elastik hədlərini aşdıqda plastik deformasiya baş verir. Güclü əlaqənin əldə edilməsi səth oksidlərinin, üzvi və adsorbsiya edilmiş filmlərin boşaldılmasından sonra birbaşa təmas sahəsinin artırılması ilə təmin edilir.

KM-dən istifadə

Ultrasəs elmi sahədə geniş istifadə olunur. Onun köməyi ilə alimlər bir sıra fiziki xassələri araşdırırlarmaddələr və hadisələr. Sənayedə ultrasəs məhsulların yağdan təmizlənməsi və təmizlənməsi, emal edilməsi çətin olan materiallarla işləmək üçün istifadə olunur. Bundan əlavə, dalğalanmalar kristallaşan ərimələrə müsbət təsir göstərir. Ultrasəs onları deqazasiya və taxıl zərifliyi ilə təmin edir, tökmə materialların mexaniki xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırır. Vibrasiya qalıq gərginliklərin aradan qaldırılmasına kömək edir. Onlar həmçinin yavaş kimyəvi reaksiyaların sürətini artırmaq üçün geniş istifadə olunur. Ultrasonik qaynaq müxtəlif məqsədlər üçün istifadə edilə bilər. Titrəmələr tikiş və nöqtə birləşmələrinin formalaşması üçün enerji mənbəyinə çevrilə bilər. Qaynaq hövzəsi kristallaşma zamanı ultrasəsə məruz qaldıqda, qaynaq strukturunun təkmilləşdirilməsi və qazların intensiv şəkildə çıxarılması hesabına birləşmənin mexaniki xüsusiyyətləri yaxşılaşdırılır. Titrəmələrin kir, süni və təbii filmləri aktiv şəkildə aradan qaldırması səbəbindən oksidləşmiş, laklanmış və s. səthi olan hissələri birləşdirmək mümkündür. Ultrasəs qaynaq zamanı görünən öz-özünə gərginliklərin azaldılmasına və ya aradan qaldırılmasına kömək edir. Titrəmələrə görə birləşmənin strukturunun komponentlərini sabitləşdirmək mümkündür. Bu, öz növbəsində, strukturların sonradan kortəbii deformasiya ehtimalının qarşısını almağa imkan verir. Son zamanlarda ultrasəs qaynağı getdikcə daha çox istifadə olunur. Bu, soyuq və təmas üsulları ilə müqayisədə bu əlaqə üsulunun şübhəsiz üstünlükləri ilə bağlıdır. Xüsusilə tez-tez ultrasəs vibrasiyaları mikroelektronikada istifadə olunur.

Ümidverici istiqamətpolimer materialların ultrasəs qaynağı hesab olunur. Onlardan bəziləri başqa üsulla birləşdirilə bilməz. Hazırda sənaye müəssisələrində nazik divarlı alüminium profillərin, folqa, məftillərin ultrasəs qaynağı aparılır. Bu üsul bir-birinə bənzəməyən xammaldan məhsulların birləşdirilməsi üçün xüsusilə təsirlidir. Alüminiumun ultrasəs qaynağı məişət texnikası istehsalında istifadə olunur. Bu üsul təbəqə xammalının (nikel, mis, ərintilər) birləşməsi zamanı təsirli olur. Plastiklərin ultrasəs qaynağı optika və incə mexanika cihazlarının istehsalında tətbiq tapdı. Hazırda mikrosxemlərin müxtəlif elementlərini birləşdirmək üçün maşınlar yaradılmış və istehsala tətbiq edilmişdir. Cihazlar avtomatik cihazlarla təchiz olunub, bunun sayəsində məhsuldarlıq əhəmiyyətli dərəcədə artır.

ABŞ-ın gücü

Plastikin ultrasəs qaynağı yüksək tezlikli mexaniki vibrasiyaların və nisbətən kiçik sıxıcı qüvvənin birgə təsiri sayəsində daimi əlaqə təmin edir. Bu üsul soyuq üsulla çox oxşardır. Mühit vasitəsilə ötürülə bilən ultrasəs gücü sonuncunun fiziki xüsusiyyətlərindən asılı olacaq. Sıxılma zonalarında güc hədləri aşılırsa, bərk material çökəcək. Bənzər hallarda, kiçik baloncukların görünüşü və sonradan çökməsi ilə müşayiət olunan mayelərdə kavitasiya meydana gəlir. Sonuncu proseslə birlikdə yerli təzyiqlər yaranır. Bu fenomen məhsulların təmizlənməsi və emalı zamanı istifadə olunur.

Cihaz qovşaqları

Plastikin ultrasəs qaynağı istifadə edərək həyata keçirilirxüsusi maşınlar. Onlar aşağıdakı qovşaqları ehtiva edir:

1. Enerji təchizatı.
2. Vibrasiyalı mexaniki sistem.
3. Nəzarət avadanlığı.
4. Təzyiq sürücüsü.

Salınım sistemi elektrik enerjisini sonradan əlaqə bölməsinə ötürmək, onu cəmləşdirmək və emitent sürətinin lazımi qiymətini almaq üçün mexaniki enerjiyə çevirmək üçün istifadə olunur. Bu node ehtiva edir:

1. Sarımları olan elektromexaniki çevirici. O, metal qutuya daxil edilib və su ilə soyudulur.
2. Elastik rəqs transformatoru.
3. Qaynaq ucun.
4. Təzyiq mexanizmi ilə dəstək.

Sistem diafraqma ilə bərkidilir. Ultrasonik radiasiya yalnız qaynaq anında baş verir. Proses vibrasiyaların, səthə düz bucaq altında tətbiq olunan təzyiqin və istilik effektinin təsiri altında baş verir.

Metod imkanları

Ultrasəs qaynağı plastik xammal üçün ən effektivdir. Mis, nikel, qızıl, gümüş və s.-dən hazırlanan məmulatlar bir-biri ilə və digər aşağı plastik məhsullarla birləşdirilə bilər. Sərtlik artdıqca, ultrasəs qaynaq qabiliyyəti pisləşir. Volfram, niobium, sirkonium, tantal, molibdendən hazırlanan odadavamlı məhsullar ultrasəsin köməyi ilə effektiv şəkildə birləşdirilir. Polimerlərin ultrasəs qaynağı nisbətən yeni üsul hesab olunur. Bu cür məhsullar həm bir-birinə, həm də digər bərk hissələrə birləşdirilə bilər. Metala gəldikdə, onunla birləşdirilə bilərşüşə, yarımkeçiricilər, keramika. Siz həmçinin interlayer vasitəsilə boşluqları bağlaya bilərsiniz. Məsələn, polad məmulatları alüminium plastik vasitəsilə bir-birinə qaynaqlanır. Yüksək temperaturda qısa müddət qalması səbəbindən fərqli məhsulların yüksək keyfiyyətli birləşməsi əldə edilir. Xammalın xüsusiyyətləri kiçik dəyişikliklərə məruz qalır. Xarici çirklərin olmaması ultrasəs qaynağının üstünlüklərindən biridir. İnsanlar üçün zərərli amillər də yoxdur. Qoşulduqda əlverişli gigiyenik şərait yaranır. Məhsulların bağları kimyəvi cəhətdən homojendir.

Bağlantı Xüsusiyyətləri

Metal qaynağı, bir qayda olaraq, üst-üstə düşən üsulla aparılır. Eyni zamanda, müxtəlif dizayn elementləri əlavə olunur. Qaynaq nöqtələr (bir və ya daha çox), davamlı bir dikiş və ya qapalı bir dairə ilə həyata keçirilə bilər. Bəzi hallarda, tel boşluğunun ucunun ilkin formalaşması zamanı təyyarə ilə bir tee bağlantısı aparılır. Eyni zamanda bir neçə materialın ultrasəs qaynaqını həyata keçirmək mümkündür (paket).

Hissə qalınlığı

Yuxarı limitlə məhdudlaşır. Metal iş parçasının qalınlığının artması ilə daha böyük bir amplituda salınımlar tətbiq etmək lazımdır. Bu, enerji itkisini kompensasiya edəcəkdir. Amplituda artım, öz növbəsində, müəyyən bir həddə qədər mümkündür. Məhdudiyyətlər yorğunluq çatlamaları, alətdən böyük çuxurlar ehtimalı ilə əlaqələndirilir. Belə hallarda necə olduğunu qiymətləndirmək lazımdırultrasəs qaynaq uyğun olardı. Praktikada bu üsul 3…4 µm-dən 05…1 mm-ə qədər məhsul qalınlığı üçün istifadə olunur. Qaynaq 0,01 … 05 mm diametrli hissələr üçün də istifadə edilə bilər. İkinci məhsulun qalınlığı birincidən əhəmiyyətli dərəcədə böyük ola bilər.

Mümkün problemlər

Ultrasəs qaynaq üsulunu tətbiq edərkən, məhsullarda mövcud birləşmələrin yorğunluğunun pozulması ehtimalını nəzərə almaq lazımdır. Proses zamanı iş parçaları bir-birinə nisbətən dönə bilər. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, alətdən materialın səthində çuxurlar qalır. Cihazın özünün işləmə müstəvisinin aşınması səbəbindən məhdud xidmət müddəti var. Bəzi nöqtələrdə məhsulun materialı alətə qaynaqlanır. Bu, cihazın aşınmasına səbəb olur. Avadanlıqların təmiri bir sıra çətinliklərlə müşayiət olunur. Onlar alətin özünün konfiqurasiyası və ölçüləri tam olaraq iş tezliyi üçün nəzərdə tutulmuş ayrıla bilməyən vahid konstruksiyanın elementi kimi çıxış etməsi ilə əlaqədardır.

Məhsul hazırlığı və rejim parametrləri

Ultrasəs qaynaqını yerinə yetirməzdən əvvəl hissələrin səthi ilə hər hansı kompleks tədbirlər həyata keçirmək lazım deyil. İstəyirsinizsə, əlaqənin keyfiyyətinin sabitliyini artıra bilərsiniz. Bunu etmək üçün məhsulu yalnız bir həlledici ilə yağdan təmizləmək məsləhətdir. Çevik metalları birləşdirmək üçün ultrasəsin başlanğıcına nisbətən nəbz gecikməsi ilə bir dövr optimal hesab olunur. Məhsulun nisbətən yüksək sərtliyi ilə ultrasəsi yandırmazdan əvvəl bir qədər isinməsini gözləmək məsləhətdir.

Qaynaq nümunələri

Onlardan bir neçəsi var. Ultrasəs qaynaqının texnoloji sxemləri alət salınımlarının xarakterinə görə fərqlənir. Onlar burulma, əyilmə, uzununa ola bilər. Həmçinin, sxemlər qaynaqlanmış hissənin səthinə nisbətən cihazın məkan mövqeyindən, həmçinin sıxılma qüvvələrinin məhsullara ötürülməsi üsulundan və dəstək elementinin dizayn xüsusiyyətlərindən asılı olaraq fərqlənir. Kontur, tikiş və nöqtə birləşmələri üçün əyilmə və uzununa vibrasiyalı variantlar istifadə olunur. Ultrasəs hərəkəti ayrı bir istilik mənbəyindən hissələrin yerli impulslu istiləşməsi ilə birləşdirilə bilər. Bu halda bir sıra üstünlüklərə nail olmaq olar. Hər şeydən əvvəl, salınımların amplitüdünü, həmçinin onların ötürülmə gücünü və vaxtını azalda bilərsiniz. Termal impulsun enerji xassələri və onun ultrasəsdə superpozisiya müddəti prosesin əlavə parametrləri kimi çıxış edir.

Termal effekt

Ultrasəs qaynağı birləşmədə temperaturun artması ilə müşayiət olunur. İstiliyin görünüşü təmasda olan məhsulların səthlərində sürtünmənin görünüşü, həmçinin plastik deformasiyalar nəticəsində yaranır. Onlar, əslində, qaynaqlı birləşmənin meydana gəlməsini müşayiət edirlər. Təmas sahəsindəki temperatur güc parametrlərindən asılı olacaq. Əsas odur ki, materialın sərtlik dərəcəsi. Bundan əlavə, onun termofiziki xüsusiyyətləri böyük əhəmiyyət kəsb edir: istilik keçiriciliyi və istilik tutumu. Seçilmiş qaynaq rejimi temperatur səviyyəsinə də təsir göstərir. Təcrübə göstərir ki, yaranan istilik effekti müəyyənedici şərt kimi çıxış etmir. oməhsullarda birləşmələrin maksimum möhkəmliyinin temperaturun məhdudlaşdırıcı səviyyəyə qalxmasından əvvəl əldə edilməsi ilə bağlıdır. Parçaları əvvəlcədən qızdırmaqla ultrasəs vibrasiyalarının ötürülmə müddətini az altmaq mümkündür. Bu, həmçinin əlaqənin gücünü artıracaq.

Nəticə

Ultrasəs qaynaq hazırda bəzi sənaye sahələrində hissələri birləşdirmək üçün əvəzsiz üsuldur. Bu üsul xüsusilə mikroelektronikada geniş yayılmışdır. Ultrasəs müxtəlif plastik və sərt materialları birləşdirməyə imkan verir. Bu gün qaynaq alətləri və texnologiyalarının təkmilləşdirilməsi istiqamətində elmi işlər fəal şəkildə aparılır.