зварювані деталі; 2 — пуансони; 3 — робоча частина пуансонів; 4 — опорні поверхні пуансонів

Для виготовлення міцного з’єднання перед зварюванням слід старанно очистити вироби від оксидів і забруднень, а також застосувати великі зусилля стискання, внаслідок чого проявляться міжатомні сили зчеплення. Для холодного зварювання потрібна дуже інтенсивна пластична деформація, яка б змушувала метал текти вздовж поверхні поділу і сприяла б видаленню поверхневого шару адсорбованих газів. Оголені (ювенільні) поверхні між дією високого тиску з’єднуються в одне ціле. Тепер холодне зварювання тиском застосовують переважно при з’єднанні у стик або внапусток деяких алюмінієвих і мідних проводів, шин, а також деталей з нікелю і свинцю завтовшки 0,2...15 мм. Питомий тиск при зварюванні цих металів становить 150...1000 МПа.

 

ЗВАРЮВАННЯ ВИБУХОМ

 

 

 

 

Зварювання вибухом — вид зварювання тиском, який здійснюється під дією вибуху (рис. 12.11). Основою цього способу зварювання є вплив направленого короткочасного надвисокого тиску на зварювані деталі. Одна із зварюваних деталей (пластина) вкладається на жорстку основу а інша — під кутом 2-7° до неї і на відстані 2-3 мм. Заряд вибухової речовини розміщують рівномірним шаром безпосередньо на верхній пластині. Вибух проводиться детонатором, розташованим над вершиною кута. У результаті вибуху верхня деталь потоком продуктів детонації з великою швидкістю вдаряється в нижню. В момент вибуху між деталями створюється велика стискаюча сила і направлений струмінь повітря, який очищає поверхню листових деталей. У зоні дотику метал з'єднуваних пластин тече подібно рідині і зливається в одне ціле, утворюючи монолітне зварне з'єднання. Зона з'єднання досягає 0,3-0,4 мм.

Зварювання вибухом використовується з 1964 р. для одержання біметалевих заготовок, виробів трубчастого перерізу тощо. Цим способом можна з'єднувати деталі площею 15-20 м2. Зварне з'єднайня утворюється протягом мільйонної частки секунди, що виключає можливість виникнення дифузійних процесів. Тому цим способом можна з'єднувати такі різнорідні метали, які при зварюванні плавленням дають крихкі з'єднання.

 

. УЛЬТРАЗВУКОВЕ ЗВАРЮВАННЯ

 

 

Ультразвукове зварювання (рис. 12.12) подібне зварюванню тертям. Нероз'ємне з'єднання утворюється при спільній дії на зварювані деталі механічних коливань високої (ультразвукової) частоти і відносно невеликих стискальних зусиль.

 

Сили тертя виникають при впливі на стиснуті осьовою силою заготовки механічних коливань ультразвукової частоти (20-30 кГц) Такі коливання утворюються в спеціальних генераторах потужністю 3-10 кВт і магнітострикційних1 перетворювачах. Коливання й тиск передаються зварюваним деталям через спеціальний пристрій. Коливання викликають зсув частин металу, руйнування плівки і розігрівання зварюваних поверхонь, а тиск — необхідну пластичну деформацію. Елементом коливальної системи є електромагнітний перетворювач. Змінна напруга створює в обмотці перетворювача намагнічувальний струм, який збуджує змінне магнітне поле в матеріалі перетворювача. При зміні величини напруженості магнітного поля в матеріалі виникає періодична зміна розмірів, при цьому частота пружних коливань рівна подвійній частоті струму. Амплітуда коливань на кінці хвильоводу на холостому ході становить 20-40 мкм.

 

У результаті ультразвукових коливань у тонких шарах поверхонь деталей створюються деформації зсуву, які руйнують поверхневі плівки. При цьому утворюються вузли зчеплення, поверхневі шари нагріваються і під дією стискаючого зусилля пластично деформуються. Зварювані поверхні наближаються до відстані дії міжатомних сил і виникає міцне зварне з'єднання.

 

Перевагами ультразвукового зварювання є:

 

– незначний тепловий вплив на зварювані деталі, який забезпечує мінімальну зміну їх структури;

 

– застосування невеликих стискаючих зусиль (0,1-2,5 кН) призводить до виникнення малих ум'ятин (5-10%);

 

– зварювання в твердому стані без суттєвого нагрівання дає можливість зварювати хімічно активні матеріали;

 

– можливість зварювання дуже тонких деталей; — низька потужність зварювального обладнання й простота конструкції.

 

Недоліками ультразвукового зварювання є:

 

— обмеження товщини зварюваних деталей;

 

— вплив високої частоти на організм людини;

 

— висока вартість генераторів високої частоти.

 

Цей спосіб зварювання використовується в приладобудуванні, радіоелектроніці для з'єднання пар металів: хромель — алюмель (350°С), мідь — константан (450°С), алюмінію (200-300°С), міді (600°С), а також термопластиків, поліетил