Ultrasonik plastmassalar, plastmassalar, metallar, polimer materiallar, alyuminiy profillarni payvandlash. Ultrasonik payvandlash: texnologiya, zararli omillar

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Metallarni ultratovushli payvandlash - bu qattiq fazada doimiy birikma olinadigan jarayon. Voyaga etmagan joylarning shakllanishi (bog'lanishlar hosil bo'ladi) va ular orasidagi aloqa maxsus vosita ta'sirida sodir bo'ladi. U kichik amplitudali nisbiy ishorali o'zgaruvchan tangensial siljishlarning qo'shma ta'sirini va blankalarga bosim normal kuchini ta'minlaydi. Keling, ultratovushli payvandlash texnologiyasi nima ekanligini batafsil ko'rib chiqaylik.

Ulanish mexanizmi

Past amplitudali siljishlar ultratovush chastotasi boʻlgan qismlar oʻrtasida sodir boʻladi. Ular tufayli qismlar yuzasida mikropürüzler plastik deformatsiyaga uchraydi. Shu bilan birga, ifloslantiruvchi moddalar ulanish zonasidan evakuatsiya qilinadi. Ultrasonik mexanik tebranishlar ishlov beriladigan qismning tashqi tomonidagi asbobdan payvandlash joyiga uzatiladi. Butun jarayon armatura va qo'llab-quvvatlashning sirpanishini istisno qiladigan tarzda tashkil etilganbatafsil yuzalar. Ish qismidan tebranishlar o'tish jarayonida energiya tarqaladi. Bu payvandlashning dastlabki bosqichida yuzalar orasidagi tashqi ishqalanish va o'rnatish maydoni hosil bo'lgandan keyin qo'llab-quvvatlash va asbob o'rtasida joylashgan materialdagi ichki ishqalanish bilan ta'minlanadi. Bu bo'g'indagi haroratni ko'tarib, deformatsiyani osonlashtiradi.

Maxsus materiallar harakati

Qismlar orasidagi tangensial siljishlar va ular keltirib chiqaradigan va payvandlash kuchidan siqish bilan birga ta'sir etuvchi kuchlanishlar sirtga yaqin qatlamlarda kichik hajmlarda qattiq plastik deformatsiyaning lokalizatsiyasini ta'minlaydi. Butun jarayon oksidi plyonkalari va boshqa ifloslantiruvchi moddalarni maydalash va mexanik evakuatsiya qilish bilan birga keladi. Ultrasonik payvandlash oqish quvvatini pasaytiradi va shu bilan plastik deformatsiyani osonlashtiradi.

Jarayon xususiyatlari

Ultratovushli payvandlash ulanish uchun zarur shart-sharoitlarni shakllantirishga yordam beradi. Bu transduserning mexanik tebranishlari bilan ta'minlanadi. Tebranish energiyasi murakkab siljish, siqish va deformatsiya kuchlanishlarini hosil qiladi. Plastik deformatsiya materiallarning elastik chegaralaridan oshib ketganda sodir bo'ladi. Kuchli aloqani olish sirt oksidlari, organik va adsorbsiyalangan plyonkalar evakuatsiya qilinganidan keyin to'g'ridan-to'g'ri aloqa maydonini oshirish orqali ta'minlanadi.

KM foydalanish

Ultratovush ilmiy sohada keng qo'llaniladi. Uning yordami bilan olimlar bir qator jismoniy xususiyatlarni o'rganadilarmoddalar va hodisalar. Sanoatda ultratovush vositalarni yog'sizlantirish va tozalash, ishlov berish qiyin bo'lgan materiallar bilan ishlash uchun ishlatiladi. Bundan tashqari, tebranishlar kristallanadigan eritmalarga ijobiy ta'sir qiladi. Ultratovush ularni gazsizlantirish va donni tozalashni ta'minlaydi, quyma materiallarning mexanik xususiyatlarini yaxshilaydi. Vibratsiyalar qoldiq stresslarni olib tashlashga yordam beradi. Ular sekin kimyoviy reaktsiyalar tezligini oshirish uchun ham keng qo'llaniladi. Ultrasonik payvandlash turli maqsadlar uchun ishlatilishi mumkin. Tebranishlar tikuv va nuqta bo'g'inlarini shakllantirish uchun energiya manbai bo'lishi mumkin. Kristallanish jarayonida payvand choki ultratovush ta'siriga duchor bo'lganda, payvandlash strukturasining takomillashtirilishi va gazlarni intensiv ravishda olib tashlash hisobiga bo'g'inning mexanik xususiyatlari yaxshilanadi. Tebranishlar axloqsizlik, sun'iy va tabiiy plyonkalarni faol ravishda olib tashlashi sababli, oksidlangan, laklangan va hokazo sirtga ega qismlarni ulash mumkin. Ultratovush payvandlash paytida paydo bo'ladigan o'z-o'zidan stressni kamaytirishga yoki yo'q qilishga yordam beradi. Tebranishlar tufayli birikma strukturasining tarkibiy qismlarini barqarorlashtirish mumkin. Bu, o'z navbatida, keyinchalik tuzilmalarning o'z-o'zidan deformatsiyalanishining oldini olishga imkon beradi. Ultrasonik payvandlash so'nggi paytlarda tobora ko'proq foydalanilmoqda. Bu sovuq va aloqa usullari bilan solishtirganda ushbu ulanish usulining shubhasiz afzalliklari bilan bog'liq. Ayniqsa, ko'pincha ultratovushli tebranishlar mikroelektronikada qo'llaniladi.

Istiqbolli yoʻnalishpolimer materiallarni ultratovushli payvandlash ko'rib chiqildi. Ulardan ba'zilarini boshqa usul bilan bog'lab bo'lmaydi. Sanoat korxonalarida hozirgi vaqtda yupqa devorli alyuminiy profillar, folga, simlarni ultratovushli payvandlash ishlari olib borilmoqda. Bu usul, ayniqsa, o'xshash bo'lmagan xom ashyolardan mahsulotlarni birlashtirish uchun samarali. Alyuminiyning ultratovushli payvandlashi maishiy texnika ishlab chiqarishda qo'llaniladi. Ushbu usul varaq xom ashyosini (nikel, mis, qotishmalar) birlashtirganda samarali bo'ladi. Plastmassalarni ultratovushli payvandlash optika va nozik mexanika asboblarini ishlab chiqarishda qo'llanilishini topdi. Hozirgi vaqtda mikrosxemalarning turli elementlarini ulash uchun mashinalar yaratildi va ishlab chiqarishga kiritildi. Qurilmalar avtomatik qurilmalar bilan jihozlangan, buning natijasida hosildorlik sezilarli darajada oshadi.

AQSh kuchi

Plastmassani ultratovushli payvandlash yuqori chastotali mexanik tebranishlar va nisbatan kichik bosim kuchining birgalikdagi ta'siri tufayli doimiy ulanishni ta'minlaydi. Bu usul sovuq usul bilan juda ko'p umumiyliklarga ega. Muhit orqali uzatilishi mumkin bo'lgan ultratovush quvvati ikkinchisining jismoniy xususiyatlariga bog'liq bo'ladi. Siqish zonalaridagi kuch chegaralari oshib ketgan bo'lsa, qattiq material qulab tushadi. Shunga o'xshash holatlarda suyuqliklarda kavitatsiya paydo bo'ladi, bu kichik pufakchalar paydo bo'lishi va ularning keyingi qulashi bilan birga keladi. Oxirgi jarayon bilan birgalikda mahalliy bosimlar paydo bo'ladi. Bu hodisa mahsulotlarni tozalash va qayta ishlashda ishlatiladi.

Qurilma tugunlari

Plastmassani ultratovushli payvandlash yordamida amalga oshiriladimaxsus mashinalar. Ularda quyidagi tugunlar mavjud:

1. Quvvat manbai.
2. Tebranish mexanik tizim.
3. Boshqaruv uskunasi.
4. Bosimli haydovchi.

Tebranish tizimi elektr energiyasini keyinchalik ulanish qismiga uzatish, uni konsentratsiyalash va emitent tezligining kerakli qiymatini olish uchun mexanik energiyaga aylantirish uchun ishlatiladi. Bu tugun quyidagilarni oʻz ichiga oladi:

1. Oragili elektromexanik transduser. U metall qutiga o'ralgan va suv bilan sovutiladi.
2. Elastik tebranish transformatori.
3. Payvandlash uchun maslahat.
4. Bosim mexanizmi bilan yordam.

Tizim diafragma yordamida oʻrnatiladi. Ultrasonik nurlanish faqat payvandlash paytida paydo bo'ladi. Jarayon tebranishlar, sirtga to'g'ri burchak ostida qo'llaniladigan bosim va termal effekt ta'sirida sodir bo'ladi.

Usul imkoniyatlari

Ultrasonik payvandlash plastik xom ashyo uchun eng samarali hisoblanadi. Mis, nikel, oltin, kumush va boshqalardan tayyorlangan mahsulotlar bir-biri bilan va boshqa past plastik mahsulotlar bilan birlashtirilishi mumkin. Qattiqlik oshgani sayin, ultratovushli payvandlash qobiliyati yomonlashadi. Volfram, niobiy, sirkoniy, tantal, molibdendan tayyorlangan o'tga chidamli mahsulotlar ultratovush yordamida samarali bog'langan. Polimerlarni ultratovush bilan payvandlash nisbatan yangi usul hisoblanadi. Bunday mahsulotlar ham bir-biriga, ham boshqa qattiq qismlarga ulanishi mumkin. Metallga kelsak, u bilan birlashtirilishi mumkinshisha, yarimo'tkazgichlar, keramika. Bundan tashqari, interlayer orqali blankalarni bog'lashingiz mumkin. Misol uchun, po'lat buyumlar alyuminiy plastmassa orqali bir-biriga payvandlanadi. Ko'tarilgan harorat ostida qisqa vaqt turishi tufayli bir xil bo'lmagan mahsulotlarning yuqori sifatli ulanishi olinadi. Xom ashyoning xususiyatlari kichik o'zgarishlarga duchor bo'ladi. Chet el aralashmalarining yo'qligi ultratovushli payvandlashning afzalliklaridan biridir. Odamlar uchun zararli omillar ham yo'q. Ulanganda qulay gigienik sharoitlar yaratiladi. Mahsulotlarning birikishi kimyoviy jihatdan bir hil.

Ulanish xususiyatlari

Metalni payvandlash, qoida tariqasida, bir-birining ustiga chiqadigan usulda amalga oshiriladi. Shu bilan birga, turli xil dizayn elementlari qo'shiladi. Payvandlash nuqtalar (bir yoki bir nechta), uzluksiz tikuv yoki yopiq doirada amalga oshirilishi mumkin. Ba'zi hollarda, sim bo'shlig'ining uchini oldindan shakllantirish paytida, samolyot bilan tee ulanishi amalga oshiriladi. Bir vaqtning o'zida bir nechta materiallarni ultratovushli payvandlashni amalga oshirish mumkin (paket).

Qism qalinligi

U yuqori chegara bilan cheklangan. Metall ishlov beriladigan qismning qalinligi oshishi bilan kattaroq amplitudali tebranishlarni qo'llash kerak. Bu energiya yo'qotilishini qoplaydi. Amplitudaning oshishi, o'z navbatida, ma'lum bir chegaraga qadar mumkin. Cheklovlar charchoq yoriqlari, asbobdan katta tishlar paydo bo'lishi ehtimoli bilan bog'liq. Bunday hollarda, qanday qilib baholash kerakultratovushli payvandlash mos keladi. Amalda, usul 3…4 mkm dan 05…1 mm gacha bo'lgan mahsulot qalinligi uchun qo'llaniladi. Payvandlash diametri 0,01 … 05 mm bo'lgan qismlar uchun ham ishlatilishi mumkin. Ikkinchi mahsulotning qalinligi birinchisidan sezilarli darajada kattaroq bo'lishi mumkin.

Imumkin muammolar

Ultrasonik payvandlash usulini qo'llashda mahsulotlardagi mavjud bo'g'inlarning charchoq buzilishi ehtimolini hisobga olish kerak. Jarayon davomida ish qismlari bir-biriga nisbatan aylanishi mumkin. Yuqorida aytib o'tilganidek, asbobdan materialning yuzasida chuqurchalar qoladi. Qurilmaning o'zi ish tekisligining eroziyasi tufayli cheklangan xizmat muddatiga ega. Ba'zi nuqtalarda mahsulotning materiali asbobga payvandlanadi. Bu qurilmaning eskirishiga olib keladi. Uskunani ta'mirlash bir qator qiyinchiliklar bilan birga keladi. Ular asbobning o'zi ajralmas yagona birlik konstruktsiyasining elementi sifatida ishlashi bilan bog'liq, uning konfiguratsiyasi va o'lchamlari aniq ish chastotasi uchun mo'ljallangan.

Mahsulotni tayyorlash va rejim parametrlari

Ultrasonik payvandlashni amalga oshirishdan oldin qismlarning yuzasi bilan hech qanday murakkab chora-tadbirlarni amalga oshirish shart emas. Agar so'ralsa, ulanish sifatining barqarorligini oshirishingiz mumkin. Buning uchun mahsulotni faqat erituvchi bilan yog'sizlantirish tavsiya etiladi. Egiluvchan metallarni birlashtirish uchun ultratovush boshlanishiga nisbatan impuls kechikishi bilan tsikl optimal hisoblanadi. Mahsulot nisbatan yuqori qattiqlik bilan ultratovushni yoqishdan oldin biroz qizib ketishini kutish tavsiya etiladi.

Payvandlash naqshlari

Ulardan bir nechtasi bor. Ultrasonik payvandlashning texnologik sxemalari asboblar tebranishlarining tabiati bilan farqlanadi. Ular burilish, bükme, uzunlamasına bo'lishi mumkin. Shuningdek, sxemalar payvandlangan qismning yuzasiga nisbatan qurilmaning fazoviy holatiga, shuningdek, bosim kuchlarini mahsulotlarga o'tkazish usuliga va qo'llab-quvvatlovchi elementning dizayn xususiyatlariga qarab farqlanadi. Kontur, tikuv va nuqtali ulanishlar uchun egilish va uzunlamasına tebranishlarga ega variantlar qo'llaniladi. Ultrasonik harakatlar alohida issiqlik manbasidan qismlarni mahalliy impulsli isitish bilan birlashtirilishi mumkin. Bunday holda, bir qator afzalliklarga erishish mumkin. Avvalo, siz tebranishlarning amplitudasini, shuningdek ularni uzatish kuchini va vaqtini kamaytirishingiz mumkin. Termal impulsning energiya xossalari va uning ultratovushda superpozitsiya davri jarayonning qo'shimcha parametrlari bo'lib xizmat qiladi.

Termal effekt

Ultratovushli payvandlash qo'shilish joyidagi haroratning oshishi bilan birga keladi. Issiqlikning ko'rinishi aloqa qiladigan mahsulotlarning yuzalarida ishqalanish paydo bo'lishi, shuningdek, plastik deformatsiyalar tufayli yuzaga keladi. Ular, aslida, payvandlangan birikmaning shakllanishiga hamroh bo'ladi. Aloqa joyidagi harorat quvvat parametrlariga bog'liq bo'ladi. Asosiysi, materialning qattiqligi darajasi. Bundan tashqari, uning termofizik xususiyatlari katta ahamiyatga ega: issiqlik o'tkazuvchanligi va issiqlik sig'imi. Tanlangan payvandlash rejimi harorat darajasiga ham ta'sir qiladi. Amaliyot shuni ko'rsatadiki, paydo bo'lgan termal effekt hal qiluvchi shart sifatida ishlamaydi. bumahsulotlardagi bo'g'inlarning maksimal mustahkamligi haroratning chegaraviy darajaga ko'tarilishidan oldin erishilishi bilan bog'liq. Qismlarni oldindan qizdirish orqali ultratovush tebranishlarini uzatish muddatini qisqartirish mumkin. Bu ulanishning mustahkamligini ham oshiradi.

Xulosa

Ultrasonik payvandlash hozirda ba'zi sohalarda qismlarni birlashtirishning ajralmas usuli hisoblanadi. Bu usul ayniqsa mikroelektronikada keng tarqalgan. Ultratovush sizga turli xil plastmassa va qattiq materiallarni ulash imkonini beradi. Bugungi kunda payvandlash asboblari va texnologiyalarini takomillashtirish bo'yicha ilmiy ishlar faol olib borilmoqda.