I. Що таке ультразвукове дослідження?

Ультразвукові хвилі – це техніка, яка використовує енергію, що генерується високочастотними коливаннями, для впливу на поверхню заготовки, тим самим досягаючи з'єднання металевих деталей разом.

II. Принцип роботи ультразвукових хвиль

1. Електрична енергія перетворюється на високочастотну механічну вібрацію, яка потім передається до зварювального сопла через акустично налаштовану зварювальну головку. Верхня та нижня заготовки труться одна об одну під час циклів тиску 20 000 або 40 000 разів на секунду. Сукупний вплив високочастотної вібрації та тиску розсіює тонкий шар матеріалу та оксидів на поверхні заготовки, утворюючи чистий та контрольований дифузійний зварний шов. Завдяки рекомбінації атомів між заготовками зрештою утворюється надійний металургійний шар плавлення.
2. Низькочастотний струм перетворюється генератором на високочастотний. Потім високочастотний струм перетворюється на механічну вібрацію за допомогою перетворювача. Амплітудний модулятор та зварювальна головка відповідають за регулювання амплітуди вібрації. Під певним статичним тиском молекулярні структури на поверхні металу труться та стикаються одна з одною, досягаючи міжмолекулярного проникнення, тим самим завершуючи зварювання.

Базові знання та усунення несправностей ультразвукової діагностики

III. Поширені несправності ультразвукового зварювання

(a) Неповне паяння

1. Недостатня вихідна потужність зварювання: недостатній тиск, недостатня амплітуда або основа ненадійно закріплена.
2. Недостатня енергія зварювання: Формула для розрахунку вихідної енергії: E=P×T=F×V×T=μN×A×f×T (де E – енергія, P – потужність, V – швидкість, μ – коефіцієнт тертя, N – тиск, A – амплітуда, f – частота, а T – час). Недостатня енергія призведе до неякісного зварювання.
3. Шари олії або оксиду на поверхні матеріалу можуть впливати на ефект зварювання.
4. Якщо зубці занадто гострі, вони можуть легко проникнути у зварний деталь під час зварювання.
5. Поверхня зварного деталі має покриття з матеріалу, непридатного для ультразвукового зварювання.
6. Матеріали, що зварюються, не підходять для ультразвукового зварювання.

(ii) Основа зварювальної головки

Причина Коли зварювальна головка або зварювальна основа контактує з матеріалом, утворюються надмірно високі температури, що призводить до молекулярного проникнення між матеріалом та зварювальною головкою або основою, що призводить до адгезії.

Рішення :

1. Перевірте зубці зварювальної головки та основи. Якщо знос сильний, це призведе до підвищення температури, і це потрібно вчасно усунути.
2. Забезпечуючи результати зварювання, потужність можна відповідно збільшити, а час зварювання скоротити, щоб зменшити надмірний обмін енергією між зварювальною головкою та матеріалом.

(iii) Тріщини зварних швів

1. Тріщини навколо зварного з'єднання: Під час зварювання кількох шарів матеріалу край зварного з'єднання утворює похилий вигин. Коли зварювальна головка вібрує, вона створює тягову силу на край, що може легко спричинити розтріскування.
2. Рішення Виконайте спеціальну обробку краю зварного з'єднання, щоб забезпечити рівномірний розподіл напруження та зменшити силу розтягування, що виникає внаслідок вібрації.
3. Тріщини поблизу місця паяння: Вібрація паяльної головки призводить до руху матеріалу вперед і назад. Наприклад, коли алюмінієва фольга підключена до акумулятора, її розтягування може легко призвести до поломки.
4. Рішення : ① Змініть напрямок зубчастого візерунка (наприклад, використовуйте діагональні візерунки), щоб відрегулювати напрямок сили на матеріал; ② Відповідним чином подовжте виступ, щоб створити буферний простір між батареєю та паяним з'єднанням.

(iv) Значні коливання вихідної потужності

Причина Існує багато факторів, які впливають на вихідну потужність, і їх потрібно перевіряти один за одним.

Рішення :

1. Перевірте встановлення потрійного блоку, перевірте його на наявність пошкоджень та за потреби зберіть його знову.
2. Перевірте, чи надійно затягнуті гвинти основи.
3. Перевірте наявність зазорів у місці кріплення базового затискача.
4. Перевірте зварювальні прилади, щоб переконатися, що положення зварювання щоразу однакові.
5. Перевірте поверхню матеріалу на наявність окислення або масляних плям.
6. Переконайтеся, що характеристики вхідних матеріалів є однаковими (коли хід зварювальної головки фіксований, різниця в товщині та твердості матеріалів спричинятиме коливання вихідної потужності).
7. Перевірте стабільність подачі заводського повітря та спостерігайте, чи є коливання манометра тиску впускного повітря.
8. Перевірте, чи стабільний ультразвуковий вихід блоку живлення.

(v) Перевантаження

Причини включають дві ситуації: перевантаження по потужності та перевантаження по частоті.

Рішення :

1. Відповідно зменште параметри зварювання.
2. Обмежте глибину опускання зварювальної головки, щоб забезпечити певний зазор між зварювальною головкою та основою.