V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Проведены исследования по усовершенствованию оборудования и технологии ультразвуковой сварки.

Ключевые слова: ультразвуковая сварка, акустическая энергия, соединения кольцевых форм, ультразвуковая точечная сварка.

При ультразвуковой сварке металлов основными, определяющими факторами являются нагрев, уменьшающий твердость и повышающий пластичность металла, и давление, создающее пластическую деформацию и способствующее тесному сближению атомов соединяемых частей.Механизм процесса отчасти аналогичен сварке трением.

Технология ультразвуковой сварки находит все более широкое применение в разных отраслях промышленности. Чтобы добиться высококачественной продукции от такого вида сварки и увеличить скорость сварного соединения нужно точно дозировать акустическую энергию, вводимую в зону сварки.

Достоинством ультразвуковой сварки является:

1. Возможность сварки изделий с загрязненными поверхностями или покрытыми инородными пленками поверхностями

2. Отсутствие перегрева материала

3. Получение соединений в труднодоступных местах

Существует много моделей разного назначения для ультразвуковой сварки, но нет аналогов аппарату который сможет выполнять несколько операций таких как:

1. Соединение конструкционных изделий и листовых материалов

2. Обрезка и разглаживание концов полимерной красящей ленты

3. Сварное соединение кольцевой формы при производстве различных изделий цилиндрической формы

Доработав и соединив все эти качества в одном сварочном аппарате и сконструировав его так, чтобы он был мобильным и безопасным.

Такой сварочный аппарат удобен для цехов и малопроветриваемых помещений, так как при сварке он не выделяет в воздух вредных веществ причиняющий вред здоровью человека.

При увеличении электродной пластины и точного дозирования акустической энергии можно получить большую площадь охватываемую пластиной, что увеличит скорость и качество cварки.

При этом методе сварки колебательные движения ультразвуковой частоты (с диапазоном 20-40кГц) разрушают неровности поверхности и оксидный слой. Совместное воздействие на соединяемые детали механических колебаний и относительно небольшого давления сварочного волновода-инструмента обеспечивает течение металла в зоне соединяемых поверхностей без внешнего подвода теплоты. В результате трения, вызванного возвратно-поступательным движением сжатых контактирующих поверхностей, нагреваются поверхностные слои материалов. Однако трение - не доминирующий источник теплоты при сварке, например, металлов, но его вклад в образование сварного соединения является существенным.

Рисунок 1. Схема установки для точечной сварки (1- электромеханический преобразователь: 2- трансформатор упругих колебаний; 3- сваривающий ролик: 4 - прижимной ролик; 5- изделие; 6 - механизм привода: 7- подвод тока от ультразвукового генератора.8 – кожух преобразователя)

Рисунок 2. Схемы выполнения процесса ультразвуковой сварки с использованием продольной (а, 6) и продольно-поперечной (в, г) колебательных систем

Экспериментальные исследования процесса сварки тонких листовых пленок при формировании протяженных швов показали, что существующее УЗ оборудование не пригодно для решения подобной задачи. Характеристики сварного шва в значительной мере меняются от начала к концу шва, происходит замятие передней кромки и т.д. Для решения проблемы были проведены исследования функциональных возможностей существующего ультразвукового сварочного оборудования с целью выявления причин дестабилизации амплитуды воздействия, снижающей качество шва. В результате исследований были предложены технические решения по стабилизации амплитуды колебаний при реализации процесса сварки.

Работа такого аппарата будет производиться от сети 220V, ручное регулирование амплитуды колебаний для той или иной операции. Объединить работу как в непрерывном режиме сварки так и в точечном, увеличение толщины свариваемого материла и времени непрерывной работы. Также оснастить его звуковым сигналом, чтобы при какой либо неисправности издавался сигнал предупреждающий о том, что проводить работу этим сварочным аппаратом не рекомендуется.

ВЫВОД

В качестве экспериментальных установок для создания данного сварочного аппарата были взяты следующие модели: Модель АУС-0,63/22-ОК-25, Модель АУС-1/22-ОШ-75, Модель АУС-0,63/22-ОМ обладающие разными качествами, которые в сочетании друг с другом дадут надежный сварочный аппарат.

Код для цитирования: Скопировать