Načelo ultrazvočnega varjenja kovin in njegove pogoste uporabe
Kot še ena nastajajoča metoda ultrazvočnega varjenja po ultrazvočnem varjenju plastike – ultrazvočni tehnologiji varjenja kovin, ima prednosti, s katerimi se druge varilne metode' ne morejo ujemati pri varjenju enakih in različnih kovin. Ultrazvočno varjenje kovin ne potrebuje fluksa in zunanjega vira ogrevanja, se ne deformira zaradi toplote, nima preostale napetosti in ne zahteva visoke obdelave pred varjenjem na površini zvara. Ne samo, da lahko vari isto vrsto kovine, ampak lahko izpolni tudi višje zahteve za varjenje različnih kovin in lahko vari tanke pločevine ali tanke žice na debele plošče. Ultrazvočno varjenje dobrih prevodnikov porabi veliko manj energije kot trenutno varjenje. Ultrazvočno lepljenje je uporaba ultrazvočnega kovinskega varjenja z majhno močjo in se pogosto uporablja za varjenje tranzistorjev ali kablov integriranega vezja. Ko se uporablja za tesnjenje pri varjenju zdravil in eksplozivnih materialov, se lahko izogne onesnaženju zdravil, ki ga povzročajo raztopljene snovi pri splošni metodi varjenja, in ne bo povzročil eksplozije zaradi toplote ali isker. Ultrazvočno varjenje kovin ima številne prednosti, kot so hitra hitrost, varčevanje z energijo, visoka trdnost vezi, dobra električna prevodnost, brez isker in polprevodniška obdelava.
Ultrazvočno varjenje kovin so odkrili po naključju v 1830-ih. Takrat je bilo med trenutnim točkovnim varjenjem elektrode plus ultrazvočnim vibracijskim testom ugotovljeno, da je mogoče variti brez toka, zato je bila razvita tehnologija ultrazvočnega hladnega varjenja kovin.
Načelo ultrazvočnega varjenja kovin:
Ultrazvočni postopek varjenja kovin je predvsem za visokofrekvenčne mehanske vibracije med vmesnikom obdelovanca, ki ga je treba variti pod delovanjem varilnega tlaka, ki ustvarja strižno silo in ustvarja toploto med postopkom trenja, kar povzroči plastično deformacijo, tako da obdelovanec doseže trdno fazno povezavo. država. Načelo ultrazvočnega varjenja kovin je prikazano na sliki 1. Ultrazvočni generator pretvori 50Hz močnostni tok v resonančni tok 16-80 kHz, prenese resonančni tok na ultrazvočni pretvornik preko inverznega piezoelektričnega učinka, ga pretvori v elastično mehansko energijo. , nato pa poveča amplitudo skozi rog in končno se energija elastične vibracije prenese z zgornje sonotrode na obdelovanec. Akustični sistem je celota, sestavljena iz pretvornika, hupe, zgornje sonotrode in vpenjalnega mehanizma. Ko sistem deluje, je frekvenca nihajnega toka v generatorju skladna z naravno frekvenco akustičnega sistema in celoten sistem je v resonanci. Ob pritisku na obdelovanec prenaša tudi elastično vibracijsko energijo, ki se na koncu pretvori v delo trenja, deformacijsko energijo in toplotno energijo med zgornjim in spodnjim obdelovancem, zaradi česar lahko v kratkem času doseže stanje varjenja.
Prednosti ultrazvočnega varjenja kovin:
Ultrazvočno varjenje kovin je povsem nova tehnologija, njene raziskave in uporaba pa so še v fazi razvoja, vendar ni dvoma, da je v mnogih pogledih boljša od tradicionalne tehnologije varjenja, natančneje v naslednjem.
1. Nizek tlak in nizka poraba energije
Največja prednost ultrazvočnega varjenja kovin, ki se razlikuje od tradicionalnega varjenja, je nizek tlak in nizka poraba energije, ki v veliki meri prihrani stroške energije, poleg tega pa lahko skupaj zvari različne vrste kovinskih materialov, s čimer se prebijejo prvotne tehnične omejitve. Ozko grlo varjenja različnih kovin ni mogoče uresničiti. Poleg tega je v procesu hitre izdelave prototipov kovinskih delov mogoče vgraditi nekatere funkcionalne naprave za realizacijo kompozitnih materialov s pametno kovinsko matrico, kar ni mogoče doseči s tradicionalno tehnologijo varjenja.
2. Hitra hitrost in visoka stabilnost
Ultrazvočno varjenje kovin lahko zagotovi povečanje hitrosti varjenja z uporabo točkovnega in neprekinjenega varjenja. Ne more samo variti materialov z različnimi fizikalnimi lastnostmi, ampak velja tudi za veliko razliko v debelini in debelini, ki je ni mogoče doseči z drugimi tehnologijami in med večplastnimi kovinskimi ploščami. Varjenje. Zaradi zelo visoke trdnosti spajkalnega spoja ima dobro stabilnost.
3. Preprost postopek in visoka natančnost
Tehnologija ultrazvočnega varjenja kovin lahko s preprostim postopkom med postopkom varjenja zagotovi kakovost zvarjenega izdelka. Enostavnost postopka se odraža v naslednjih točkah: Prvič, ni treba uporabljati vodnega hlajenja in plinske zaščite ter odpravlja potrebo po varjenju končnih izdelkov. Postopek toplotne obdelave; drugič, ne uporablja se varilna palica in varjena kovina se ne segreva neposredno, kar zmanjša izgubo energije in se izogne težavam pri ogrevanju; končno, ni treba dodajati fluksa, kar odpravlja potrebo po kasnejšem čiščenju in varovanju okolja končnega izdelka. Ultrazvočno varjenje kovin uporablja tudi močnostno elektronsko vezje, ki lahko z električnim krmiljenjem doseže varjenje z visoko gostoto.
Uporaba ultrazvočnega varjenja kovin:
Trenutno ima ultrazvočno varjenje kovin štiri glavne aplikacije: točkovno varjenje, varjenje šivov, žično snop in tesnjenje cevi, ki se pogosto uporabljajo na različnih področjih, kot so avtomobili, hlajenje, sončna energija, baterije in elektronika.
Trenutno posebne aplikacije ultrazvočnega varjenja kovin vključujejo predvsem:
1. Varjenje večslojnih pozitivnih in negativnih elektrod električnega akumulatorja; varjenje nikljeve mreže in nikljeve pločevine nikelj-vodikove baterije;
2. Varjenje bakrene folije in nikljeve pločevine litijeve baterije in polimerne baterije; varjenje aluminijaste folije in aluminijaste pločevine; varjenje aluminijaste in nikljeve pločevine;
3. Avtomobilski kabelski snop; oblikovanje žice; žično medsebojno varjenje; več žic je medsebojno zvarjenih, da tvorijo žični vozel; varjene so žice za pretvorbo bakrenih in aluminijastih žic, kabli in različne elektronske komponente, kontakti, konektorji in sponke;
4. Sončne celice, ravne solarne plošče, ki absorbirajo toploto, aluminij-plastično kompozitno varjenje cevi, spajanje bakrenih in aluminijastih plošč;
5. Varjenje visokotokovnih kontaktov, kontaktov in različnih kovinskih plošč, kot so elektromagnetna stikala in stikala brez varovalk;
6. Tesnjenje bakrenih cevi v hladilnikih, klimatskih napravah in drugih industrijah; varjenje bakrenih in aluminijastih cevi za vakuumske naprave itd.
Ultrazvočno varjenje kovin je nastajajoča posebna tehnologija obdelave, v mnogih pogledih je boljša od tradicionalne tehnologije varjenja in ima široko paleto aplikacij na različnih področjih. Ta napredna tehnologija varjenja ni le pomemben izraz znanstvenega in tehnološkega napredka, ampak tudi velik prispevek k razvoju človeške družbe.
