I. Čo je ultrazvuk?

Ultrazvukové vlny sú technikou, ktorá využíva energiu generovanú vysokofrekvenčnými vibráciami na pôsobenie na povrch obrobku, čím sa dosahuje spojenie kovových častí.

II. Princíp fungovania ultrazvukových vĺn

1. Elektrická energia sa premieňa na vysokofrekvenčné mechanické vibrácie, ktoré sa potom prenášajú do zváracej trysky cez akusticky ladenú zváraciu hlavu. Horné a spodné obrobky sa o seba trú pod tlakovými cyklomi 20 000 alebo 40 000-krát za sekundu. Kombinovaný účinok vysokofrekvenčných vibrácií a tlaku rozptyľuje tenkú vrstvu materiálu a oxidov na povrchu obrobku, čím vytvára čistý a kontrolovateľný difúzny zvar. Rekombináciou atómov medzi obrobkami sa nakoniec vytvorí spoľahlivá metalurgická tavná vrstva.
2. Nízkofrekvenčný prúd sa pomocou generátora premieňa na vysokofrekvenčný prúd. Vysokofrekvenčný prúd sa potom pomocou meniča premieňa na mechanické vibrácie. Amplitúdový modulátor a zváracia hlava sú zodpovedné za nastavenie amplitúdy vibrácií. Pri určitom statickom tlaku sa molekulárne štruktúry na povrchu kovu o seba trú a kolidujú, čím sa dosahuje intermolekulárna penetrácia a tým sa zváranie dokončí.

Základné znalosti a riešenia problémov s ultrazvukom

III. Bežné chyby pri ultrazvukovom zváraní

(a) Neúplné spájkovanie

1. Nedostatočný zvárací výkon: nedostatočný tlak, nedostatočná amplitúda alebo základňa nie je bezpečne upevnená.
2. Nedostatočná zváracia energia: Vzorec na výpočet výstupnej energie je E=P×T=F×V×T=μN×A×f×T (kde E je energia, P je výkon, V je rýchlosť, μ je koeficient trenia, N je tlak, A je amplitúda, f je frekvencia a T je čas). Nedostatočná energia povedie k nekvalitnému zváraniu.
3. Vrstvy oleja alebo oxidu na povrchu materiálu môžu ovplyvniť účinok zvarového spoja.
4. Ak sú zuby príliš ostré, môžu počas zvárania ľahko preniknúť do zvaru.
5. Povrch zvaru má povlak z materiálu, ktorý nie je vhodný na ultrazvukové zváranie.
6. Zvárané materiály nie sú vhodné na ultrazvukové zváranie.

(ii) Základňa zváracej hlavy

Príčina Keď sa zváracia hlava alebo zváracia základňa dostane do kontaktu s materiálom, vytvárajú sa nadmerne vysoké teploty, ktoré spôsobujú molekulárnu penetráciu medzi materiálom a zváracou hlavou alebo základňou, čo vedie k adhézii.

Riešenie :

1. Skontrolujte zuby zváracej hlavy a základne. Ak je opotrebovanie silné, spôsobí to zvýšenie teploty a je potrebné to včas riešiť.
2. Pri zabezpečovaní výsledkov zvárania je možné vhodne zvýšiť výkon a skrátiť čas zvárania, aby sa znížila nadmerná výmena energie medzi zváracou hlavou a materiálom.

(iii) Trhliny vo zvaroch

1. Praskanie okolo zvarového spoja: Pri zváraní viacerých vrstiev materiálu tvorí okraj zvarového spoja sklon. Keď zváracia hlava vibruje, vyvíja na okraj ťažnú silu, čo môže ľahko spôsobiť praskanie.
2. Riešenie Na okraji zvarového spoja vykonajte špeciálne ošetrenie, aby ste zabezpečili rovnomerné rozloženie napätia a zmiernili ťahovú silu generovanú vibráciami.
3. Trhliny v blízkosti spájkovaného spoja: Vibrácie spájkovacej hlavy spôsobujú pohyb materiálu tam a späť. Napríklad, keď je hliníková fólia pripojená k batérii, ťahanie môže ľahko spôsobiť jej zlomenie.
4. Riešenia : ① Zmeňte smer zubového vzoru (napr. použite diagonálne vzory), aby ste upravili smer sily na materiál; ② Vhodne predĺžte výstupok, aby ste vytvorili tlmiaci priestor medzi batériou a spájkovaným spojom.

(iv) Veľké výkyvy výstupného výkonu

Dôvod Výstupný výkon ovplyvňuje mnoho faktorov a je potrebné ich skontrolovať jeden po druhom.

Riešenie :

1. Skontrolujte inštaláciu trojitého dielu, skontrolujte prípadné poškodenia a v prípade potreby ho znova zložte.
2. Skontrolujte, či sú skrutky základne bezpečne utiahnuté.
3. Skontrolujte medzery v mieste základnej svorky.
4. Skontrolujte zváracie prípravky, aby ste sa uistili, že polohy zvárania sú zakaždým rovnaké.
5. Skontrolujte povrch materiálu, či na ňom nie sú oxidačné alebo olejové škvrny.
6. Skontrolujte, či sú špecifikácie vstupných materiálov konzistentné (keď je zdvih zváracej hlavy pevný, rozdiely v hrúbke a tvrdosti materiálov spôsobia kolísanie výstupného výkonu).
7. Skontrolujte stabilitu prívodu vzduchu z továrne a sledujte, či nedochádza k výkyvom na manometri nasávaného vzduchu.
8. Skontrolujte, či je ultrazvukový výstup napájacieho zdroja stabilný.

(v) Preťaženie

Príčiny zahŕňajú dve situácie: preťaženie výkonom a preťaženie frekvenciou.

Riešenie :

1. Znížte parametre zvárania primerane.
2. Obmedzte hĺbku spustenia zváracej hlavy, aby ste zabezpečili určitú medzeru medzi zváracou hlavou a základňou.