Ультразвукова обробка
Ультразвук – пружні коливання та хвилі, частота яких перевищує 15 – 20 кГц. Прийнято вважати діапазон частот УЗ від 20 000 до 10 9 Гц, в рідинах і твердих тілах гранична частота досягає 10 12 - 10 13 Гц.
Ультразвукова обробка - це вплив ультразвуку (зазвичай із частотою 15-50 кгц) на речовини в технологічних процесах. Для ультразвукової обробки застосовують технологічні апарати з електроакустичними випромінювачами чи апарати як свистків і сирен. Основний елемент випромінювача є електроакустичний перетворювач (магнітострикційний або п'єзоелектричний)
Ультразвукова обробка буває двох видів:
Джерело енергії віддалений від заготівлі та обробка відбувається за рахунок кінетичної енергії абразивних зерен (частота 40-45 кГц), які, стикаючись з оброблюваною поверхнею, знімають з неї стружку дряпанням.
Джерелом енергії служить торець інструменту, що вібрує з ультразвуковою частотою, під який безперервно надходить суспензія абразиву у воді або олії. Під впливом ультразвукових коливань (частота 15-30 кГц) в рідині виникають кавітаційні явища, внаслідок чого абразивні зерна з великою швидкістю і силою вдаряють в оброблювану поверхню і виконують необхідну роботу.
Для ультразвукової обробки використовують абразивні зерна карбіду бору, карбіду кремнію, алмазний порошок та ін. Несучою рідиною може бути вода або олія низької в'язкості.
Ультразвукове зварювання (УЗС) - це спосіб створення нероз'ємних сполук за допомогою енергії, що виділяється в зоні контакту деталей, що зварюються, при проходженні через останню ультразвукових механічних коливань.
Мал. 1 Пристрій ультразвукового зварювання.
Мал. 2 Профіль поверхні:
а -двох зібраних мідних деталей перед ультразвуковим зварюванням;
б - нижньої деталі після дії ультразвуку
Будівництво і т.д.
Можливість з'єднання деталей із твердих пластмас на відстані від місця введення ультразвукової енергії
Можливість запровадження ефективної автоматизації та управління параметрами технологічного процесу
Відсутність шкідливих для людини розчинників
Виняток витрат на з'єднувальні матеріали (клей, розчинник, нитки), що використовуються при традиційних методах
Підвищення продуктивності праці, за рахунок виключення операцій із сполучними матеріалами
Можливість поєднання операцій, наприклад одночасного зварювання та різання, зварювання та нанесення малюнка.
Ультразвукова зміцнювально-фінішна обробка (УЗУФО)
Ультразвукова зміцнювально-фінішна обробка здійснюється шляхом притискання торця, що коливається, випромінювача-індентора до поверхні оброблюваного виробу, що здійснює обертальний або зворотно-поступальний рух і сканування, таким чином, по всій поверхні, яку необхідно обробити.
Фінішна обробка зовнішніх, внутрішніх, торцевих, плоских та фасонних поверхонь.
Застосовується практично у всіх галузях промисловості та ремонтних майстерень, що використовують металообробне обладнання.
Отримання високого класу чистоти (10-12 клас), зміцненого поверхневого шару, зняття залишкових внутрішніх розтягуючих напруг, формування напруг, що стискають.
Зносостійкість деталей, оброблених методом УЗУФО, у два-три рази вища, ніж після шліфування.
Підвищення корозійної стійкості
Комплект легко встановлюється на універсальні та програмні верстати.
Попередньо деталь проточується на верстаті (токарному, стругальному і т.д.), потім на цьому верстаті за допомогою малогабаритної ультразвукової приставки проводиться УЗУФО. При цьому інструмент (індентор) з великою частотою (22 кГц) (22000 ударів в сек.) ударяє по мікронерівності оброблюваної поверхні, що дозволяє отримати на поверхні малу шорсткість і зміцнений шар.
Методом УЗУФО можна обробляти деталі різної конструктивної форми: круглі, плоскі, зовнішні, внутрішні, торцеві, сферичні, конічні, жолобники, канавки і т.д.
Застосування технології УЗУФО дозволяє унеможливити: у багатьох випадках операцію шліфування, повністю ручні довідкові операції абразивними шкірками та пастами.
Ультразвукове різання (УЗР)
Ультразвукове різання засноване на повідомленні різальної кромки інструменту УЗ коливань, що значною мірою знижує зусилля різання (в 5-8 разів), покращує сход стружки, перешкоджає налипання на ріжучу кромку, підвищує стійкість інструменту (
у 2 рази) та якість виробів, що виготовляються.
Чистова, точна обробка зовнішніх, внутрішніх, торцевих та плоских поверхонь; свердління, точення, фрезерування; нарізування, накочування внутрішнього різьблення.
Застосовується практично у всіх галузях промисловості та ремонтних майстерень, що використовують металорізальне обладнання.
Дозволяє проводити обробку за високим класом точності та чистоти (8-9 клас) на металообробному обладнанні нормального класу точності.
Ультразвукове очищення є способом очищення поверхонь твердих тіл від жирових і механічних забруднень, при якому в миючий розчин вводяться ультразвукові коливання.
Ультразвукові хвилі, що розповсюджуються в рідині в ультразвуковій ванні, створюють зони високого та низького тиску.
У фазі низького тиску формуються мільйони дрібних бульбашок, заповнених пором - каверн. Цей процес називається кавітацією.
У наступній фазі високого тиску бульбашки, вибухаючи, вивільняють велику кількість енергії. Ці міні вибухи діють як невелика армія щіток: вони працюють у всіх напрямках, видаляючи забруднення з усіх поверхонь, зокрема з будь-яких заглиблень і отворів об'єктів, що відмиваються, навіть якщо ці об'єкти мають складну форму.
Системи ультразвукової (УЗ) відмивання призначені для видалення з поверхні друкованих плат утворених у процесі паяння куль припою, залишків флюсів, масел, компаундів та інших хімічних засобів, що використовуються при виробництві та ремонті виробів електронної техніки. Також УЗ ванни застосовуються для відмивання трафаретів SMT від залишків паяльної пасти.
Крім того, УЗ ванни застосовуються для очищення ювелірних виробів, інструментів, виробів зі скла, пластику, кераміки, металу.
Існує 2 способи відмивання предметів в УЗ ваннах – прямий та непрямий
При прямому способі виріб, що очищається, занурюється безпосередньо в відмивальний розчин, яким наповнена УЗ ванна.
При непрямому способі виріб, що відмивається, занурюється в ємність з відмивальним розчином, а потім ця ємність занурюється в УЗ ванну, наповнену водою. Цей спосіб застосовується при використанні кислот або інших корозійних реагентів як розчин, що чистить.
Мал. П'єзоелектричний перетворювач
Системи ультразвукового відмивання призначені для видалення з поверхні друкованих плат утворених у процесі паяння кульокприпою, залишків флюсів, масел, компаундів та інших хімічних засобів, що використовуються при виробництві та ремонті виробів електронної техніки.
Забезпечує дбайливе очищення
Швидко видаляє бруд із виробів, навіть із важкодоступних місць
Здійснює очищення та знежирення без застосування органічних розчинників.