Saldim i plastikës tejzanor, plastikës, metaleve, materialeve polimerike, profileve të aluminit. Saldimi me ultratinguj: teknologji, faktorë të dëmshëm

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Saldimi me ultratinguj i metaleve është një proces gjatë të cilit fitohet një bashkim i përhershëm në fazën e ngurtë. Formimi i zonave të mitur (në të cilat formohen lidhjet) dhe kontakti midis tyre ndodh nën ndikimin e një mjeti të veçantë. Ai siguron veprim të përbashkët të zhvendosjeve tangjenciale të alternuara të shenjave të amplitudës së vogël dhe forcës normale shtypëse në boshllëqet. Le të hedhim një vështrim më të afërt se çfarë është teknologjia e saldimit me ultratinguj.

Mekanizmi i lidhjes

Zhvendosjet me amplitudë të ulët ndodhin ndërmjet pjesëve me frekuencë ultrasonike. Për shkak të tyre, mikrovrazhdësitë në sipërfaqen e pjesëve i nënshtrohen deformimit plastik. Në të njëjtën kohë, ndotësit evakuohen nga zona e lidhjes. Dridhjet mekanike tejzanor transmetohen në vendin e saldimit nga mjeti në pjesën e jashtme të pjesës së punës. I gjithë procesi është i organizuar në atë mënyrë që të përjashtojë rrëshqitjen e fiksimit dhe mbështetjen përgjatësipërfaqet e detajeve. Gjatë kalimit të dridhjeve përmes pjesës së punës, energjia shpërndahet. Kjo sigurohet nga fërkimi i jashtëm midis sipërfaqeve në fazën fillestare të saldimit dhe fërkimi i brendshëm në materialin e vendosur midis suportit dhe mjetit pas formimit të zonës së vendosjes. Kjo rrit temperaturën në nyje, duke e bërë më të lehtë deformimin.

Sjellje specifike materiale

Zhvendosjet tangjenciale ndërmjet pjesëve dhe sforcimet që ato shkaktojnë dhe veprojnë së bashku me ngjeshjen nga forca e saldimit sigurojnë lokalizimin e deformimeve të rënda plastike në vëllime të vogla në shtresat afër sipërfaqes. I gjithë procesi shoqërohet me bluarje dhe evakuim mekanik të filmave oksid dhe ndotësve të tjerë. Saldimi me ultratinguj zvogëlon forcën e rendimentit, duke lehtësuar kështu deformimin plastik.

Veçoritë e procesit

Saldimi me ultratinguj kontribuon në formimin e kushteve të nevojshme për lidhjen. Kjo sigurohet nga dridhjet mekanike të transduktorit. Energjia e vibrimit krijon strese komplekse të prerjes, ngjeshjes dhe sforcimit. Deformimi plastik ndodh kur tejkalohen kufijtë elastikë të materialeve. Marrja e një lidhjeje të fortë sigurohet duke rritur zonën e kontaktit të drejtpërdrejtë pas evakuimit të oksideve sipërfaqësore, filmave organikë dhe të adsorbuar.

Përdorimi i KM

Utratingulli përdoret gjerësisht në fushën shkencore. Me ndihmën e tij, shkencëtarët hetojnë një sërë veçorish fizikesubstancave dhe dukurive. Në industri, ultratingulli përdoret për heqjen e yndyrës dhe pastrimin e produkteve, duke punuar me materiale të vështira për t'u përpunuar. Për më tepër, luhatjet ndikojnë në mënyrë të favorshme në shkrirjet kristalizuese. Ultratingulli u siguron atyre degazimin dhe rafinimin e kokrrave, duke përmirësuar vetitë mekanike të materialeve të derdhura. Dridhjet kontribuojnë në heqjen e streseve të mbetura. Ato përdoren gjithashtu gjerësisht për të rritur shpejtësinë e reaksioneve kimike të ngad alta. Saldimi me ultratinguj mund të përdoret për qëllime të ndryshme. Dridhjet mund të bëhen burim energjie për formimin e nyjeve të qepjeve dhe pikave. Kur pishina e saldimit ekspozohet ndaj ultrazërit gjatë kristalizimit, vetitë mekanike të bashkimit përmirësohen për shkak të përsosjes së strukturës së saldimit dhe largimit intensiv të gazrave. Për shkak të faktit se dridhjet heqin në mënyrë aktive papastërtitë, filmat artificialë dhe natyralë, është e mundur të lidhni pjesë me një sipërfaqe të oksiduar, të llakuar, etj. Ekografia me ultratinguj kontribuon në reduktimin ose eliminimin e streseve të vetvetes që shfaqen gjatë saldimit. Për shkak të dridhjeve, është e mundur të stabilizohen përbërësit e strukturës së përbërjes. Kjo, nga ana tjetër, bën të mundur parandalimin e mundësisë së deformimit spontan të strukturave më pas. Kohët e fundit, saldimi me ultratinguj është bërë gjithnjë e më i përhapur. Kjo është për shkak të avantazheve të padyshimta të kësaj metode lidhjeje në krahasim me metodat e ftohta dhe ato të kontaktit. Veçanërisht shpesh vibrimet tejzanor përdoren në mikroelektronikë.

Drejtim premtueskonsiderohet saldimi me ultratinguj i materialeve polimerike. Disa prej tyre nuk mund të lidhen me ndonjë metodë tjetër. Në ndërmarrjet industriale, aktualisht kryhet saldimi tejzanor i profileve të aluminit me mure të hollë, petë, tela. Kjo metodë është veçanërisht efektive për bashkimin e produkteve nga lëndë të para të ndryshme. Saldimi tejzanor i aluminit përdoret në prodhimin e pajisjeve shtëpiake. Kjo metodë është efektive kur lidhni lëndët e para të fletëve (nikel, bakër, lidhje). Saldimi tejzanor i plastikës ka gjetur aplikim në prodhimin e pajisjeve optike dhe mekanike të imta. Aktualisht, makinat janë krijuar dhe futur në prodhim për lidhjen e elementeve të ndryshëm të mikroqarqeve. Pajisjet janë të pajisura me pajisje automatike, për shkak të të cilave produktiviteti është rritur ndjeshëm.

fuqia e SHBA

Saldimi me ultratinguj i plastikës siguron një lidhje të përhershme për shkak të veprimit të kombinuar të dridhjeve mekanike me frekuencë të lartë dhe një force relativisht të vogël shtypëse. Kjo metodë ka shumë të përbashkëta me metodën e ftohtë. Fuqia tejzanor që mund të transmetohet përmes mediumit do të varet nga vetitë fizike të këtij të fundit. Nëse kufijtë e forcës në zonat e ngjeshjes tejkalohen, materiali i fortë do të shembet. Në situata të ngjashme, kavitacioni ndodh në lëngje, i shoqëruar me shfaqjen e flluskave të vogla dhe kolapsin e tyre të mëvonshëm. Së bashku me procesin e fundit, lindin presione lokale. Ky fenomen përdoret në pastrimin dhe përpunimin e produkteve.

Nyjet e pajisjes

Saldimi me ultratinguj i plastikës kryhet duke përdorurmakina speciale. Ato përmbajnë nyjet e mëposhtme:

1. Furnizimi me energji.
2. Sistemi mekanik vibrues.
3. Pajisjet e kontrollit.
4. Drejtim presioni.

Sistemi oscilues përdoret për të kthyer energjinë elektrike në energji mekanike për transmetimin e mëpasshëm të saj në seksionin e lidhjes, duke e përqendruar atë dhe duke marrë vlerën e kërkuar të shpejtësisë së emetuesit. Kjo nyje përmban:

1. Transdukator elektromekanik me mbështjellje. Është i mbyllur në një kuti metalike dhe ftohet me ujë.
2. Transformator me lëkundje elastike.
3. Këshillë saldimi.
4. Mbështetje me mekanizëm presioni.

Sistemi fiksohet duke përdorur një diafragmë. Rrezatimi tejzanor ndodh vetëm në momentin e saldimit. Procesi ndodh nën ndikimin e dridhjeve, presionit të aplikuar në kënde të drejta me sipërfaqen dhe efektit termik.

Aftësitë e metodës

Saldimi me ultratinguj është më efektiv për lëndët e para plastike. Produktet e bëra prej bakri, nikeli, ari, argjendi etj. mund të kombinohen me njëra-tjetrën dhe me produkte të tjera me përmbajtje të ulët plastike. Me rritjen e ngurtësisë, saldimi tejzanor përkeqësohet. Produktet zjarrduruese të bëra nga tungsteni, niobium, zirkon, tantal, molibden lidhen në mënyrë efektive me ndihmën e ultrazërit. Saldimi tejzanor i polimereve konsiderohet një metodë relativisht e re. Produkte të tilla gjithashtu mund të lidhen si me njëri-tjetrin ashtu edhe me pjesë të tjera të ngurta. Sa i përket metalit, ai mund të kombinohet mexhami, gjysmëpërçues, qeramika. Ju gjithashtu mund të lidhni boshllëqe përmes një ndërshtrese. Për shembull, produktet e çelikut ngjiten me njëra-tjetrën përmes plastikës së aluminit. Për shkak të qëndrimit të shkurtër nën temperaturë të ngritur, arrihet një lidhje cilësore e produkteve të ndryshme. Karakteristikat e lëndëve të para janë subjekt i ndryshimeve të vogla. Mungesa e papastërtive të huaja është një nga avantazhet që ka saldimi me ultratinguj. Mungojnë gjithashtu faktorët e dëmshëm për njerëzit. Kur lidhet, krijohen kushte të favorshme higjienike. Lidhjet e produkteve janë kimikisht homogjene.

Veçoritë e lidhjes

Saldimi i metaleve kryhet, si rregull, në mënyrë të mbivendosur. Në të njëjtën kohë, shtohen elementë të ndryshëm të dizajnit. Saldimi mund të kryhet me pika (një ose më shumë), një shtresë e vazhdueshme ose në një rreth të mbyllur. Në disa raste, gjatë formimit paraprak të skajit të boshllëkut të telit, bëhet një lidhje tee me aeroplanin. Është e mundur të kryhet saldimi me ultratinguj i disa materialeve në të njëjtën kohë (paketë).

Trashësia e pjesës

Është i kufizuar nga kufiri i sipërm. Me një rritje në trashësinë e pjesës së punës metalike, është e nevojshme të aplikohen lëkundje me një amplitudë më të madhe. Kjo do të kompensojë humbjen e energjisë. Një rritje e amplitudës, nga ana tjetër, është e mundur deri në një kufi të caktuar. Kufizimet shoqërohen me mundësinë e çarjeve të lodhjes, gërvishtjeve të mëdha nga mjeti. Në raste të tilla, duhet vlerësuar se sisaldimi me ultratinguj do të ishte i përshtatshëm. Në praktikë, metoda përdoret për trashësinë e produktit nga 3…4 µm deri në 05…1 mm. Saldimi mund të përdoret edhe për pjesët me diametër 0,01 … 05 mm. Trashësia e produktit të dytë mund të jetë dukshëm më e madhe se e para.

Probleme të mundshme

Gjatë aplikimit të metodës së saldimit me ultratinguj, është e nevojshme të merret parasysh probabiliteti i dështimit të lodhjes së nyjeve ekzistuese në produkte. Gjatë procesit, pjesët e punës mund të kthehen në lidhje me njëra-tjetrën. Siç u përmend më lart, gërvishtjet mbeten në sipërfaqen e materialit nga mjeti. Vetë pajisja ka një jetë të kufizuar shërbimi, për shkak të erozionit të planit të saj të punës. Në disa pika, materiali i produktit është ngjitur në mjet. Kjo çon në konsumim të pajisjes. Riparimi i pajisjeve shoqërohet me një sërë vështirësish. Ato lidhen me faktin se vetë mjeti vepron si një element i një dizajni të një njësie të vetme jo të ndashme, konfigurimi dhe dimensionet e së cilës janë projektuar pikërisht për frekuencën e funksionimit.

Parametrat e përgatitjes dhe modalitetit të produktit

Para kryerjes së saldimit me ultratinguj, nuk është e nevojshme të kryhen masa komplekse me sipërfaqen e pjesëve. Nëse dëshironi, mund të rrisni stabilitetin e cilësisë së lidhjes. Për ta bërë këtë, këshillohet vetëm të degresoni produktin me një tretës. Për bashkimin e metaleve duktile, një cikël me një vonesë pulsi në lidhje me fillimin e ultrazërit konsiderohet optimale. Me një fortësi relativisht të lartë të produktit, këshillohet të prisni për një ngrohje të lehtë përpara se të ndizni ultratingullin.

Modelet e saldimit

Ka disa prej tyre. Skemat teknologjike të saldimit tejzanor ndryshojnë në natyrën e lëkundjeve të veglave. Ato mund të jenë përdredhëse, përkulëse, gjatësore. Gjithashtu, skemat dallohen në varësi të pozicionit hapësinor të pajisjes në lidhje me sipërfaqen e pjesës së salduar, si dhe nga mënyra e transferimit të forcave të shtypjes tek produktet dhe tiparet e projektimit të elementit mbështetës. Për lidhjet e konturit, tegelit dhe pikës përdoren variante me përkulje dhe dridhje gjatësore. Veprimi tejzanor mund të kombinohet me ngrohjen lokale pulsuese të pjesëve nga një burim i veçantë nxehtësie. Në këtë rast, mund të arrihen një sërë avantazhesh. Para së gjithash, ju mund të zvogëloni amplituda e lëkundjeve, si dhe forcën dhe kohën e transmetimit të tyre. Vetitë energjetike të pulsit termik dhe periudha e mbivendosjes së tij në ultratinguj veprojnë si parametra shtesë të procesit.

Efekt termik

Saldimi me ultratinguj shoqërohet me një rritje të temperaturës në bashkim. Shfaqja e nxehtësisë shkaktohet nga shfaqja e fërkimit në sipërfaqet e produkteve kontaktuese, si dhe nga deformimet plastike. Ato, në fakt, shoqërojnë formimin e një bashkimi të salduar. Temperatura në zonën e kontaktit do të varet nga parametrat e forcës. Kryesorja është shkalla e ngurtësisë së materialit. Përveç kësaj, vetitë e tij termofizike janë të një rëndësie të konsiderueshme: përçueshmëria termike dhe kapaciteti i nxehtësisë. Mënyra e zgjedhur e saldimit ndikon gjithashtu në nivelin e temperaturës. Siç tregon praktika, efekti termik i shfaqur nuk vepron si një kusht përcaktues. atëështë për faktin se forca maksimale e nyjeve në produkte arrihet përpara se temperatura të rritet në nivelin kufizues. Është e mundur të zvogëlohet kohëzgjatja e transmetimit të dridhjeve tejzanor duke ngrohur paraprakisht pjesët. Kjo do të rrisë gjithashtu fuqinë e lidhjes.

Përfundim

Saldimi me ultratinguj është aktualisht një metodë e domosdoshme për bashkimin e pjesëve në disa industri. Kjo metodë është veçanërisht e përhapur në mikroelektronikë. Ultratingulli ju lejon të lidhni një sërë materialesh plastike dhe të forta. Sot, puna shkencore po kryhet në mënyrë aktive për të përmirësuar mjetet dhe teknologjitë e saldimit.