Оборудование для ультразвуковой сварки, пайки и лужения
В настоящее время созданы и эксплуатируются различные типы ультразвукового оборудования для сварки, пайки и лужения. По назначению оно делится на универсальное и специализированное. Универсальное оборудование позволяет выполнять соединения определенной номенклатуры, как правило, массового производства (например, сварка полимерных пленок). Это оборудование может быть малой (0,01 - 0,25 кВт), средней (0,4-4,0 кВт) и большой (свыше 4,0 кВт) мощности.
Важным отличием сварочного оборудования является способ передачи рабочего усилия. Наибольшее распространение получили сварочные машины и станки, в которых это усилие сообщается свариваемым деталям перемещением колебательной системы. Вторая группа такого оборудования имеет жестко закрепленную колебательную систему, а рабочее усилие передается свариваемым деталям перемещением опоры.
Машины типа МТУ предназначаются для точечной ультразвуковой сварки, а типа МШУ - для шовной. Кроме этих станков на практике применяют клещи для ультразвуковой точечной сварки металлов толщиной до 0,5 мм. Известны три типа клещей: КТУ-0,1; КТУ-0,4 и КТУ-1,5, мощность которых соответственно 0,1; 0,4 и 1,5 кВт. Известны и ручные сварочные устройства-пистолеты.
Из специализированного оборудования получили практическое применение установки для монтажа проволочных элементов электронных приборов ультразвуковой сваркой (МС-41П2-1; МС-41ПЗ-2; ЭМ-423; УЗП-0,3; УЗМКН-1 и др.). Мощность таких установок колеблется от 0,1 до 0,8 кВт, а частота - от 44 до 75 кГц (в допущенных стандартами пределах). Диаметр присоединяемого проволочного элемента - от 20 до 160 мкм. Такие установки успешно применяются в радиоэлектронной промышленности для микросварки элементов полупроводниковых приборов и интегральных схем. Они имеют высокую степень механизации таких операций, как подача заготовок, ориентация их относительно сварочного инструмента и между собой и др. В качестве преобразователей в установках для микросварки применяются пьезокерамические и магнитострикционные преобразователи с естественным воздушным или водяным охлаждением. Сварочные устройства такого типа обычно монтируются на специальных столах, входящих в комплекс установки, и имеют встроенный ультразвуковой генератор.
Станки для ультразвуковой сварки изделий и полуфабрикатов из пластмасс выполняют точечную, многоточечную, шовную, контурную и шовно-шаговую сварку. Принципиально их конструкции не отличаются от машин для сварки металлических материалов; в ряде случаев они дополняются различными механизмами и узлами, или, наоборот, исключают некоторые из них.
Ультразвуковые сварочные машины и станки в общем виде состоят из следующих основных узлов: источника питания - ультразвукового генератора, сварочной головки с колебательной системой, механизмов и системы передачи рабочего давления в зону сварки, устройств дозирования времени включения ультразвуковых колебаний. Генераторы сварочных машин могут быть встроенными в станок или смонтированными отдельно. Сварочные головки машин кроме колебательной системы нередко включают технологические оперы и механизмы регулирования положения головки. Системы передачи рабочего давления в сварочных машинах, как правило, работают от пневматической системы; реже, в машинах малой мощности, этот узел работает с помощью тарированных по весу гирь и системы рычагов. Устройство включения и выключения импульсов ультразвуковых колебании, представляет собой реле времени и соответствующий электрический или механический блок.
В ряде случаев конструкции сварочных станков и машин (особенно специального назначения) дополняются различными механизмами: для автоматической подачи или перемещения свариваемых полуфабрикатов, нанесения защитных и декоративных покрытий, контроля и т. д.
