5.Ультразвукове зварювання засноване на використанні явища магнітострікції, сутність котрого у тому, що під дією змінного магнітного поля кристалічні речовини змінюють лінійні розміри.

Пружні (механічні) коливання з частотою більше 16-20 тисяч герц називають ультразвуковими. Ці коливання успішно використовують для отримання зварних з’єднань з металічних та неметалічних (пластичних) матеріалів.

На рис.5 наведена схема зварювання ультразвуком для отримання точечних з’єднань.

Основний вузол машини -- магнітострикційний перетворювач, його обмотка живиться струмом від генератора високої частоти. Охолоджуємий водою магнітострикційний перетворювач 1 служить для перетворення енергії струму високої частоти в механічні коливання, передаваємі хвильоводу 2. На кінці хвильоводу встановлюють робочий інструмент 3. При зварюванні деталі 4 затискають між робочим інструментом 3 та його опорою 5 механізму стискання. До опори прикладають зусилля Р, необхідне для стискання листів у процесі зварювання.

Рис.5 Схема процесу ультразвукового зварювання.

Після включення механізму стискання листів і перетворювача високої частоти починається зварювання. Від перетворювача через хвильовід і робочий інструмент високочастотні пружні коливання передаються верхньому листу. Верхній лист набуває обернено-поступального руху

високої частоти відносно нижнього. В результаті зсувових деформувань контактні поверхні взаємно очищуються, зближуються, і утворюється зварювальне з’єднання.

Метод ультразвукового зварювання знайшов широке розповсюдження у різних галузях науки та техніки. Наприклад, у МВТУ ім. Баумана під керівництвом академіка АН СССР Г.А.Ніколаєва розроблений метод ультразвукового зварювання біологічних тканин, успішно використовуємий у сучасній хірургії.

6. Зварювання тертям -- різновид зварювання тиском. Під час зварювання використовується тепло, яке утворюється у результаті тертя однієї поверхні деталі по іншій. Одночасно з нагріванням стикуємих поверхонь при терті виникає абразивний ефект, який сприяє взаємній очистці та більш тісному їх зближенню. Після виключення механізму обертання відбувається платичне деформування металу стику з утворенням зварювального з’єднання.

Р ис. 6 Схема зварювання тертям:

1 -- нерухома деталь; 2 -- затискаючий пристрій; 3 -- поверхні тертя; 4 -- деталь,

яка приводиться у обертання; Р -- зусилля

осадки.

Технологія зварювання тертям визначається наступними параметрами режиму: числом оборотів рухомої деталі, тиском при нагріванні, тиском при осадці та величиною осадки.

Зварювання тертям забезпечує високу якість зварювального з’єднання, дозволяє зварювати різні метали та сплави, має високу виробничість, легко піддається автоматизації та споживає у 5-10 разів менше електроенергії у зрівнянні з контактним зварюванням. Зварювання тертям використовують в інструментальному виробництві для виготовлення свердл, мітчиків, фрез, розверток та іншого

інструменту. В цьому випадку ріжучу частину інструменту зі сталі Р9 або Р18 приварюють до державки (хвостовика) з більш дешевої сталі 45 або 40Х. У машинобудуванні цим методом зварюють ступінчасті вали, осі, пуансони, штоки з поршнями, приварюють головки до удовжених болтів і т.д.

7.Зварювання вибухом. При зварюванні вибухом з’єднання відбувається у результаті викликаного вибухом співударіння швидкорухаючихся з’єднуємих деталей (рис.7). На жорсткій основі 1 встановлюють одну зі зварювальних пластин 2. Другу пластину 3 розташовують під кутом α до площини пластини 2. На поверхні пластини 3 розташовують заряд 4 та детонатор 5. В якості заряду використовують гексоген, маючий швидкість детонації 6600 м/с та тиск 12,7 ГН/м². Вибух здійснюється за допомогою детонатора 5, розташованого на краю пластини 3.

Рис. 7 Схема зварювання вибухом.

При зварюванні вибухом з’єднання утворюється під дією тиску вибухової хвилі на пластину 3, притискаючої її до пластини 2 з великою силою. При співударінні пластин між ними утворюється кумулятивна (напрямлена) струя. Дія цієї струї виражається в тому, що вона руйнує на своєму шляху та уносить зі з’єднувальних поверхонь окисні плівки та інші поверхневі забруднення. При стисканні контактних поверхонь відбувається деяке взаємне переміщення їх відносно одна одної. В результаті вказаних явищ утворюється зварне з’єднання.

Цей спосіб зварювання можна використовувати при виготовленні заготівок для прокатки біметалів, плакіровки поверхонь конструкційних сталей металами та сплавами з особливими фізичними та хімічними властивостями.

Література:

1.Кузьмін Б.А. та ін. -- Технологія металів та

конструкційні

матеріали, М,

Машинобудування, 1981 р., (рос.

мовою), ст.281-284; ст.293-296.

Питання для самоперевірки:

1. Перелічте основні види зварювання відповідно до

використовуємої енергії.

2. У чому полягає сутність електронно-променевого

зварювання?

3. Охарактеризуйте процес зварювання лазером.

4. Поясніть особливість плазмового зварювання.

5. Де використовується ультразвукове зварювання?

6. На чому заснований спосіб дифузійного зварювання?

7. Дайте порозуміння про зварювання тертям, його

використання.

8. Як здійснюється зварювання вибухом?