Ультразвуковая сварка: особенности и области применения

 

Один из популярных способов сварки – это использование воздействия ультразвуковых колебаний. Соединение отдельных деталей происходит в результате подачи в область сварки механической колебательной энергии: при достаточно сильном сжатии можно сварить даже разнородные материалы или детали различной толщины.

Ультразвуковая сварка считается уникальным способом образования соединений (из-за минимума колебаний сопротивления электрического тока в процессе) и широко применяется в сваривании как тонколистных металлов, так и материалов, сильно различающихся по химическому составу. Например, с ее помощью можно сварить медь и серебро между собой, несмотря на различные свойства этих металлов.

Области применения ультразвуковой сварочной технологии

Ультразвуковая сварка имеет достаточно широкий список областей ее применения. Как правило, это следующие отрасли:

  • Приборостроение;
  • Радиоэлектронное оборудование;
  • Автомобильное производство;
  • Авиастроение.

Ультразвуковая технология чаще всего используется для сварки полимеров (сложных химических соединений, состоящих из мономерных звеньев). Это объясняется сразу несколькими свойствами технологии:

  1. При ультразвуковой сварке невозможно допустить перегревания материалов.
  2. Некоторые детали имеют трудный доступ к кромкам, или же эти кромки у них покрыты инородным веществом. Ультразвуковая сварка дает возможность надежно соединить отдельные детали и в том, и в другом случае.
  3. Некоторые полимеры очень быстро кристаллизуются, что делает невозможным их нагревание. В этом случае приходит на помощь ультразвуковая сварка: с ней диффузия успевает произойти в короткий интервал до того, как начнется кристаллизация.

Преимущества ультразвуковой сварки

  1. Ультразвуковая сварка считается уникальным способом соединения и имеет сразу несколько значительных преимуществ:
  2. Для того чтобы сварочный шов был однородным и прочным, кромки соединяемых поверхностей не требуется очищать, обезжиривать или обрабатывать специальными составами.
  3. Ультразвуковая сварка не требует специальной защитной атмосферы.
  4. Количество расходных материалов для ультразвуковой технологии минимально. Не потребуется дополнительная закупка электродов, припоя, сварочной проволоки и т. д.
  5. Оборудование для ультразвуковой сварки потребляет малое количество электрической энергии.
  6. Две детали можно сварить с помощью ультразвука всего за четверть секунды. Это делает ультразвуковую сварку очень эффективной для временных ресурсов.
  7. Сварка ультразвуком не предполагает нагревания деталей, а значит – она подходит для соединения особенно чувствительных металлов.
  8. Ультразвуковая сварка не требует человеческого ресурса – она может быть полностью автоматизирована и работать автономно.
  9. Сварочные швы, получаемые от использования ультразвуковой технологии, отличаются особенной аккуратностью – это актуально в том случае, когда для проекта важен внешний вид готовой конструкции.
  10. Ультразвуковая сварка является достаточно экологичной технологией: при ее использовании выделяется малое количество едких химических паров.

Ограничения ультразвуковой сварки

Несмотря на большое количество достоинств у этого вида сварки, он имеет и определенные ограничения:

  1. Ультразвук способен охватить только небольшие детали для сваривания: до 250 мм. Соединение больших металлоконструкций невозможно, т.к. используемые для сварки датчики не способны передать более высокую мощность электрического тока.
  2. Ультразвуковая сварка не разработана для сваривания толстостенных металлов: их сварочный шов будет непрочным, и велика вероятность появления в нем трещин или же его полного разрыва.
  3. Для того, что сваривание ультразвуком было эффективным, необходима низкая влажность у соединяемых металлов. Это не всегда возможно из-за климатических условий или определенных химических свойств отдельных материалов.

Заключение

В заключении напомним, что перед тем, как выбрать именно ультразвуковую технологию для сваривания конкретных материалов, необходимо четко понимать эти ограничения – возможно, в каком-то конкретном случае более эффективным выбором станет другой способ сварки.