Ультразвуковая частота. Преобразователи ультразвуковой сварки предназначены для работы на определенной частоте от 15 до 300 кГц для различных систем и применений.Большинство систем сварки металлов работают на частоте от 20 до 40 кГц, причем наиболее распространенной частотой является 20 кГц.

Амплитуда вибрации. Амплитуда вибрации сварочного наконечника напрямую связана с энергией, подаваемой в сварной шов.Амплитуда ультразвуковых колебаний довольно мала — 10, 30 или 50 микрон в месте сварного шва и редко превышает 100 микрон (приблизительно 0,004 дюйма).В некоторых сварочных системах амплитуда является зависимой переменной;то есть это связано с мощностью, приложенной к системе.В других системах амплитуда является независимой переменной, которую можно устанавливать и контролировать на источнике питания через систему управления с обратной связью.

Статическая сила. Сила, действующая на детали через сварочный наконечник и наковальню, создает плотный контакт между противоположными поверхностями, когда начинаются вибрации сварного шва.Величина силы, которая зависит от материалов и толщин, а также размеров получаемого сварного шва, может составлять от десятков до тысяч ньютонов.Например, для получения сварного шва площадью 40 мм2 из алюминия серии 6000 может потребоваться усилие 1500 Н, а для сварки площадью 10 мм2 из листа мягкой меди толщиной 0,5 мм может потребоваться только 400 Н.

Сила, энергия и время. Хотя мощность, энергия и время указаны как отдельные параметры сварки, их лучше всего рассматривать вместе, поскольку все они тесно связаны.Когда выполняется сварка, напряжение и ток источника питания приводят к образованию электрической энергии, которая поступает на датчик во время сварочного цикла.Подаваемая энергия представляет собой площадь под кривой мощности сварки.Большинство источников сварочного тока оцениваются по пиковой мощности, которую они могут обеспечить: она варьируется от нескольких сотен ватт до нескольких киловатт.Установлено, что в большинстве случаев время сварки составляет менее одной секунды.При постоянной выходной мощности сварка за 0,4 секунды сварочным аппаратом мощностью 2 кВт обеспечит 800 джоулей энергии.

Материалы. Это охватывает широкий спектр вопросов и параметров, касающихся ультразвуковой сварки металлов.Во-первых, это тип материала или комбинация материалов.Было обнаружено, что большинство материалов и комбинаций материалов тем или иным образом пригодны для сварки, хотя для большинства из них, как правило, отсутствуют конкретные данные о параметрах сварки и характеристиках.Свойства материала, включая модуль упругости, предел текучести и твердость, являются ключевым фактором.

Вообще говоря, мягкие сплавы, такие как алюминий, медь, никель, магний, золото, серебро и платина, легче всего сваривать ультразвуком.Более твердые сплавы, такие как титан, железо и сталь, а также аэрокосмические сплавы на основе никеля и тугоплавкие металлы (молибден и вольфрам), являются более трудными.

Характеристики поверхности материала — еще один параметр, включающий отделку, оксиды, покрытия и загрязнения.

Геометрия детали. Важную роль играет форма свариваемых деталей, причем доминирующим фактором является толщина детали.Вообще говоря, тонкие детали имеют больше шансов на успешную ультразвуковую сварку.Увеличение толщины детали, в частности части, контактирующей со сварочным наконечником, требует большей площади сварочного наконечника, большей статической силы и более высокой мощности сварки.Максимально достижимая толщина будет зависеть от материала и доступной мощности источника сварочного тока.

Оснастка. Инструмент, состоящий из сонотрода/сварочного наконечника и наковальни, служит для поддержки деталей и передачи ультразвуковой энергии и статической силы.В большинстве случаев наконечник инструмента обрабатывается как неотъемлемая часть твердого сонотрода, но в некоторых случаях используются съемные наконечники инструмента.Контактные поверхности инструмента обычно имеют рифленые канавки и площадки или другие шероховатые поверхности для улучшения захвата заготовки.

Хотя контактные поверхности сварочного наконечника и упора обычно плоские, сварочный наконечник может быть выполнен с небольшой выпуклостью, чтобы изменить контактные напряжения.

Метод сварки металла

1. Горячая ковка: направлена ​​на изготовление заготовок определенной температуры в другие формы с помощью ковочного пресса с помощью пуансонного пресса, ковочного станка или другого оборудования.

   
   

 2. Плавка: в основном направлена ​​на плавление металла в жидкость с использованием высокой температуры, которая в основном применима для плавки железа, стали, меди, алюминия, цинка, а также различных драгоценных металлов;

 3. Термическая обработка: в основном она направлена ​​на изменение закалки материалов посредством термообработки заготовок.Например, закалка различного оборудования и сборов, автомобилей и мотоциклов, станков, деталей оборудования и деталей машин, пресс-форм для оборудования и т. д.

 4. Сварка/пайка: в основном цель заключается в расплавлении припоя путем нагревания его до определенной температуры с целью соединения двух типов металлов из одного и того же материала или из разных материалов.

 5. Отжиг: Отжиг различных изделий из нержавеющей стали и других заготовок, таких как чаша из нержавеющей стали, трубка из нержавеющей стали, кий, латунный замок, алюминиевый радиатор и так далее.