I. Czym jest ultrasonografia?

Fale ultradźwiękowe to technika wykorzystująca energię generowaną przez drgania o wysokiej częstotliwości do oddziaływania na powierzchnię przedmiotu obrabianego, powodując w ten sposób łączenie ze sobą części metalowych.

II. Zasada działania fal ultradźwiękowych

1. Energia elektryczna jest przekształcana w drgania mechaniczne o wysokiej częstotliwości, które następnie są przekazywane do dyszy spawalniczej poprzez akustycznie dostrojoną głowicę spawalniczą. Górny i dolny element spawany ocierają się o siebie pod wpływem cykli nacisku 20 000 lub 40 000 razy na sekundę. Połączone działanie wibracji o wysokiej częstotliwości i ciśnienia rozprasza cienką warstwę materiału i tlenków na powierzchni elementu spawanego, tworząc czystą i kontrolowaną spoinę dyfuzyjną. Poprzez rekombinację atomów między elementami spawanymi powstaje ostatecznie niezawodna warstwa stopu metalurgicznego.
2. Prąd o niskiej częstotliwości jest przetwarzany na prąd o wysokiej częstotliwości przez generator. Prąd o wysokiej częstotliwości jest następnie przetwarzany na drgania mechaniczne przez przetwornik. Modulator amplitudy i głowica spawalnicza odpowiadają za regulację amplitudy drgań. Pod wpływem określonego ciśnienia statycznego struktury molekularne na powierzchni metalu ocierają się o siebie i zderzają, osiągając przenikanie międzycząsteczkowe, co kończy spawanie.

Podstawowa wiedza i rozwiązywanie problemów z ultrasonografią

III. Typowe błędy w spawaniu ultradźwiękowym

(a) Niekompletne lutowanie

1. Niewystarczająca moc spawania: niewystarczające ciśnienie, niewystarczająca amplituda lub podstawa nie jest dobrze zamocowana.
2. Niewystarczająca energia spawania: Wzór na obliczenie energii wyjściowej to E=P×T=F×V×T=μN×A×f×T (gdzie E to energia, P to moc, V to prędkość, μ to współczynnik tarcia, N to ciśnienie, A to amplituda, f to częstotliwość, a T to czas). Niewystarczająca energia doprowadzi do słabego spawania.
3. Warstwy oleju lub tlenku na powierzchni materiału mogą mieć wpływ na skuteczność łączenia spawanego.
4. Jeśli zęby są zbyt ostre, mogą łatwo przebić spoinę podczas spawania.
5. Powierzchnia spawanego elementu ma powłokę wykonaną z materiału, który nie nadaje się do spawania ultradźwiękowego.
6. Materiały poddawane spawaniu nie nadają się do spawania ultradźwiękowego.

(ii) Podstawa głowicy spawalniczej

Przyczyna :Kiedy głowica spawalnicza lub podstawa spawalnicza styka się z materiałem, wytwarzane są nadmiernie wysokie temperatury, powodujące penetrację molekularną pomiędzy materiałem a głowicą spawalniczą lub podstawą, co skutkuje przywieraniem.

Rozwiązanie :

1. Sprawdź stan zębów głowicy spawalniczej i podstawy. Jeśli zużycie jest znaczne, spowoduje to wzrost temperatury i należy to naprawić w odpowiednim czasie.
2. Gwarantując dobre efekty spawania, można odpowiednio zwiększyć moc i skrócić czas spawania, aby ograniczyć nadmierną wymianę energii pomiędzy głowicą spawalniczą a materiałem.

(iii) Pęknięcia spoin

1. Pęknięcia wokół spoiny: Podczas spawania wielu warstw materiału, krawędź spoiny tworzy nachylenie. Wibracje głowicy spawalniczej wywierają siłę ciągnącą na krawędź, co może łatwo prowadzić do pękania.
2. Rozwiązanie :Wykonaj specjalną obróbkę krawędzi złącza spawanego, aby zapewnić równomierne rozłożenie naprężeń i złagodzić siłę rozciągającą powstającą w wyniku wibracji.
3. Pęknięcia w pobliżu spoiny lutowniczej: Wibracje głowicy lutowniczej powodują ruch materiału w przód i w tył. Na przykład, gdy folia aluminiowa jest podłączona do akumulatora, jej ciągnięcie może łatwo spowodować pęknięcie.
4. Rozwiązania : ① Zmień kierunek wzoru zębów (np. użyj wzorów diagonalnych), aby dostosować kierunek siły działającej na materiał; ② Odpowiednio wydłuż wypustkę, aby utworzyć przestrzeń buforową między baterią a złączem lutowniczym.

(iv) Duże wahania mocy wyjściowej

Powód :Na moc wyjściową wpływa wiele czynników, które należy sprawdzać po kolei.

Rozwiązanie :

1. Sprawdź montaż jednostki potrójnej, sprawdź, czy nie ma uszkodzeń i w razie potrzeby złóż ją ponownie.
2. Sprawdź, czy śruby podstawy są dobrze dokręcone.
3. Sprawdź, czy nie ma szczelin w miejscu zacisku bazowego.
4. Sprawdź osprzęt spawalniczy, aby mieć pewność, że pozycje spawania są za każdym razem takie same.
5. Sprawdź powierzchnię materiału pod kątem utleniania i plam oleju.
6. Sprawdź, czy parametry materiałów przychodzących są spójne (gdy skok głowicy spawalniczej jest stały, różnice w grubości i twardości materiałów powodują wahania mocy wyjściowej).
7. Sprawdź stabilność fabrycznego układu dopływu powietrza i zaobserwuj, czy nie występują wahania na wskaźniku ciśnienia powietrza dolotowego.
8. Sprawdź, czy wyjście ultradźwiękowe zasilacza jest stabilne.

(v) Przeciążenie

Powoduje obejmują dwie sytuacje: przeciążenie mocy i przeciążenie częstotliwości.

Rozwiązanie :

1. Odpowiednio zredukuj parametry spawania.
2. Ogranicz głębokość zanurzenia głowicy spawalniczej, aby zapewnić zachowanie odpowiedniej odległości między głowicą spawalniczą a podstawą.