I. Co je ultrazvuk?

Ultrazvukové vlny jsou technika, která využívá energii generovanou vysokofrekvenčními vibracemi k působení na povrch obrobku, čímž se dosahuje spojení kovových částí dohromady.

II. Princip fungování ultrazvukových vln

1. Elektrická energie se přeměňuje na vysokofrekvenční mechanické vibrace, které se poté přenášejí do svařovací trysky prostřednictvím akusticky laděné svařovací hlavy. Horní a spodní obrobky se o sebe třou v tlakových cyklech 20 000 až 40 000krát za sekundu. Kombinovaný účinek vysokofrekvenčních vibrací a tlaku rozptyluje tenkou vrstvu materiálu a oxidů na povrchu obrobku a vytváří tak čistý a kontrolovatelný difuzní svar. Rekombinací atomů mezi obrobky se nakonec vytvoří spolehlivá metalurgická tavná vrstva.
2. Nízkofrekvenční proud je generátorem přeměněn na vysokofrekvenční proud. Vysokofrekvenční proud je poté převeden měničem na mechanické vibrace. Modulátor amplitudy a svařovací hlava jsou zodpovědné za nastavení amplitudy vibrací. Pod určitým statickým tlakem se molekulární struktury na kovovém povrchu třou a srážejí o sebe, čímž dochází k intermolekulárnímu pronikání, a tím k dokončení svařování.

Základní znalosti a řešení problémů s ultrazvukem

III. Běžné závady při ultrazvukovém svařování

(a) Neúplné pájení

1. Nedostatečný svařovací výkon: nedostatečný tlak, nedostatečná amplituda nebo základna není bezpečně upevněna.
2. Nedostatečná svařovací energie: Vzorec pro výpočet výstupní energie je E=P×T=F×V×T=μN×A×f×T (kde E je energie, P je výkon, V je rychlost, μ je koeficient tření, N je tlak, A je amplituda, f je frekvence a T je čas). Nedostatečná energie povede ke špatnému svařování.
3. Vrstvy oleje nebo oxidů na povrchu materiálu mohou ovlivnit účinek svařování.
4. Pokud jsou zuby příliš ostré, mohou během svařování snadno proniknout do svařence.
5. Povrch svařence má povlak z materiálu, který není vhodný pro ultrazvukové svařování.
6. Svařované materiály nejsou vhodné pro ultrazvukové svařování.

(ii) Základna svařovací hlavy

Příčina Když se svařovací hlava nebo svařovací základna dostane do kontaktu s materiálem, generují se nadměrně vysoké teploty, které způsobují molekulární penetraci mezi materiálem a svařovací hlavou nebo základnou, což má za následek adhezi.

Řešení :

1. Zkontrolujte zuby svařovací hlavy a základny. Pokud je opotřebení silné, způsobí to zvýšení teploty a je třeba to včas opravit.
2. Při zajištění výsledků svařování lze vhodně zvýšit výkon a zkrátit dobu svařování, aby se snížila nadměrná výměna energie mezi svařovací hlavou a materiálem.

(iii) Trhliny ve svarech

1. Praskání kolem svarového spoje: Při svařování více vrstev materiálu tvoří okraj svarového spoje zkosení. Když svařovací hlava vibruje, vyvíjí na okraj tažnou sílu, což může snadno způsobit praskání.
2. Řešení Proveďte speciální úpravu okraje svarového spoje, abyste zajistili rovnoměrné rozložení napětí a zmírnili tahovou sílu generovanou vibracemi.
3. Trhliny v blízkosti pájeného spoje: Vibrace pájecí hlavy způsobují pohyb materiálu tam a zpět. Například když je hliníková fólie připojena k baterii, tahání může snadno způsobit její zlomení.
4. Řešení : ① Změňte směr zubového vzoru (např. použijte diagonální vzory) pro úpravu směru síly působící na materiál; ② Vhodně prodlužte výstupek, abyste vytvořili vyrovnávací prostor mezi baterií a pájeným spojem.

(iv) Velké kolísání výstupního výkonu

Důvod Výstupní výkon ovlivňuje mnoho faktorů a je třeba je kontrolovat jeden po druhém.

Řešení :

1. Zkontrolujte instalaci trojité jednotky, zda není poškozená, a v případě potřeby ji znovu sestavte.
2. Zkontrolujte, zda jsou šrouby základny bezpečně utažené.
3. Zkontrolujte mezery v místě základní svorky.
4. Zkontrolujte svařovací přípravky, abyste se ujistili, že svařovací polohy jsou pokaždé stejné.
5. Zkontrolujte povrch materiálu, zda na něm není oxidace nebo olejové skvrny.
6. Ověřte, zda jsou specifikace vstupních materiálů konzistentní (při pevném zdvihu svařovací hlavy způsobí rozdíly v tloušťce a tvrdosti materiálů kolísání výstupního výkonu).
7. Zkontrolujte stabilitu dodávky vzduchu z výroby a sledujte, zda nedochází ke kolísání tlaku nasávaného vzduchu.
8. Zkontrolujte, zda je ultrazvukový výstup napájecího zdroje stabilní.

(v) Přetížení

Příčiny zahrnují dvě situace: přetížení výkonu a přetížení frekvence.

Řešení :

1. Vhodně snižte parametry svařování.
2. Omezte hloubku zapuštění svařovací hlavy, abyste zajistili určitou mezeru mezi svařovací hlavou a základnou.