Сферы применение

Ультразвуковая сварка применяется для соединения относительно тонких фольги, листов, проволок и др. Особенно предпочтителен этот процесс для соединения разнородных материалов. Области использования - микроэлектроника, производство полупроводниковых приборов, нагревателей бытовых холодильников, приборов тонкой механики и оптики, сращивание концов рулонов различных тонколистовых материалов (медь, алюминий, никель и их сплавы).

Выбор параметров режима сварки.

Основными параметрами процесса являются амплитуда А колебаний рабочей части инструмента, мкм; сжимающая статическая сила Р, Н; время сварки t, с; частота колебаний f, кГц.

Значения параметров режима выбираются обычно экспериментально на основании обработки результатов механических испытаний серии образцов, сваренных при варьировании в определенных пределах одного из параметров и при фиксированных значениях остальных. Обычная последовательность подбора: Р - t - А. Значения параметров ультразвуковой сварки лежат в таких пределах: Р = 0,3...4000 Н (меньшее значение относится к случаю сварки малых толщин); А = 14...25 м км; f = 15... 75кгц; t = 0,1...4с.

Выбирая параметры режима ультразвуковой сварки для конкретного случая надо принимать во внимание следующее. При правильном ведении процесса соотношение сил трения в парах инструмент - деталь,

деталь - опора, деталь - деталь должно быть таким, чтобы отсутствовало сколько-нибудь значительное проскальзывание инструмента и опоры по поверхности заготовок. В значительной степени условия трения могут регулироваться изменением статической сжимающей силы. При малой P инструмент проскальзывает по детали, и ультразвуковая сварка становится невозможной. Чрезмерное увеличение этого параметра приводит к значительным пластическим деформациям заготовок (вмятинам) и делает невозможным относительные

сдвиговые смешения в плоскости деталь - деталь. Отсутствие же внешнего трения

между поверхностями заготовок в начальный период не позволяет избавиться oт поверхностных загрязнений, что является причиной некачественного соединения.

При увеличении толщины свариваемого материала и размера сварной точки значение силы сжатия должно возрастать. Пропорционально должна увеличиваться и амплитуда колебаний. Увеличение сжимающей силы и амплитуды колебаний требует большей подводимой к ультразвуковому инструменту электрической мощности. Передача сдвиговых деформаций через толщу металла заготовки к плоскости сварки сопровождается рассеянием энергии в материале, что, в конечном счете, сказывается на амплитуде относительных смещений деталь - деталь.

Поэтому с увеличением толщины заготовки необходимо назначать и более высокие значения амплитуд, причем тем больше, чем больше коэффициент внутреннего трения материала. Появление усталостных разрушений особенно характерно для наклепанного материала. В таких случаях может быть применен, если это возможно, предварительный отпуск заготовок, но наиболее эффективным путем остается снижение до определенного предела амплитуды колебаний.

Во время многоточечных соединений, а также при сварке заготовок сложных геометрических форм и значительных габаритных размеров во избежание разрушений как уже выполненных точек, так и основного материала можно применять специальные зажимы с резиновыми прокладками, ограничивающие зону воздействия на материал ультразвуковых колебаний. Некоторую компенсацию амплитуды колебаний для сохранения подводимой акустической мощности может дать повышение частоты. Такой прием тем целесообразнее, чем тоньше свариваемый материал. Однако переход на другую частоту возможен лишь при использовании оборудования, акустическая система которого рассчитана на эту частоту.

Длительность t процесса сварки является наименее критичным параметром и выбирается тем больше, чем больше толщина материала и его твердость и меньше подводимая к инструменту мощность. Процесс ультразвуковой сварки металла регламентируется по времени.

В случае использования схемы, сочетающей ультразвуковую сварку с нагревом от постороннего источника, необходимо выбрать параметры теплового импульса и определить момент его наложения. Оптимален для сварки пластичных металлов цикл с запаздыванием теплового импульса по отношению к моменту включения ультразвука. При относительно большой твердости материала заготовки целесообразно включать ультразвук после некоторого нагрева. Эта разновидность метода находит применение при производстве конструкций микроэлектроники.

Поиск по сайту: