העיקרון של ריתוך מתכת קולי והיישומים הנפוצים שלו
כשיטת ריתוך אולטרסאונד מתפתחת נוספת לאחר טכנולוגיית ריתוך פלסטיק אולטרא-קולי-ריתוך מתכת, יש לה יתרונות ששיטות ריתוך אחרות'לא יכולות להתאים בריתוך של מתכות זהות ושונות. ריתוך מתכת אולטראסוני אינו מצריך שטף ומקור חימום חיצוני, אינו מתעוות עקב חום, אין לו לחץ שיורי ואינו מצריך טיפול גבוה לפני ריתוך על פני הריתוך. זה לא רק יכול לרתך את אותו סוג של מתכת, אלא גם יכול להשלים דרישות ריתוך גבוהות יותר עבור מתכות שונות, ויכול לרתך יריעות דקות או חוטים דקים על לוחות עבים. ריתוך אולטראסוני של מוליכים טובים צורך הרבה פחות אנרגיה מאשר ריתוך נוכחי. חיבור אולטראסוני הוא יישום בעל הספק נמוך של ריתוך מתכת אולטראסוני והוא משמש לעתים קרובות לריתוך טרנזיסטורים או מובילי מעגל משולבים. בשימוש לאיטום ריתוך של תרופות וחומרי נפץ, הוא יכול למנוע זיהום תרופות הנגרם מחומרים מומסים בשיטת הריתוך הכללי, ולא יגרום לפיצוץ בגלל חום או ניצוצות. לריתוך מתכת אולטראסוני יתרונות רבים כגון מהירות מהירה, חיסכון באנרגיה, חוזק מליטה גבוה, מוליכות חשמלית טובה, ללא ניצוצות ועיבוד מצב מוצק.
ריתוך מתכת אולטראסוני התגלה במקרה בשנות ה-30 של המאה ה-19. באותו זמן, במהלך אלקטרודת ריתוך נקודתי נוכחית בתוספת בדיקת רטט קולי, נמצא שניתן לרתך אותה ללא זרם, ולכן פותחה טכנולוגיית הריתוך הקרה של מתכת קולית.
העיקרון של ריתוך מתכת אולטרסאונד:
תהליך ריתוך מתכת קולי נועד בעיקר לרטט מכאני בתדירות גבוהה בין ממשק חומר העבודה לריתוך תחת פעולת לחץ ריתוך, אשר יוצר כוח גזירה, ויוצר חום במהלך תהליך החיכוך, אשר גורם לעיוות פלסטי, כך חומר העבודה משיג חיבור פאזה מוצקה. מדינה. העיקרון של ריתוך מתכת קולי מוצג באיור 1. המחולל האולטרסוני ממיר את זרם תדר ההספק של 50Hz לזרם תהודה 16-80 kHz, מעביר את זרם התהודה למתמר האולטראסוני דרך האפקט הפיזואלקטרי ההפוך, ממיר אותו לאנרגיה מכנית אלסטית , ולאחר מכן מגביר את המשרעת דרך הקרן, ולבסוף אנרגיית הרטט האלסטית מועברת מהסונוטרודה העליונה לחומר העבודה. המערכת האקוסטית היא שלם המורכב מתמר, צופר, סונוטרוד עליון ומנגנון הידוק. כאשר המערכת פועלת, תדר הזרם המתנודד בגנרטור תואם את התדר הטבעי של המערכת האקוסטית, והמערכת כולה נמצאת בתהודה. תוך הפעלת לחץ על חומר העבודה, הוא גם מעביר אנרגיית רטט אלסטית המומרת לבסוף לעבודות חיכוך, אנרגיית דפורמציה ואנרגיה תרמית בין חומר העבודה העליון והתחתון, מה שיכול לגרום לו להגיע למצב ריתוך תוך זמן קצר.
היתרונות של ריתוך מתכת קולי:
ריתוך מתכת אולטראסוני היא טכנולוגיה חדשה לגמרי, והמחקר והיישום שלה עדיין בשלבי פיתוח, אך אין ספק שהיא עדיפה על טכנולוגיית הריתוך המסורתית בהיבטים רבים, במיוחד כדלקמן.
1. לחץ נמוך וצריכת אנרגיה נמוכה
היתרון הגדול ביותר של ריתוך מתכת על-קולית השונה מריתוך מסורתי הוא הלחץ הנמוך וצריכת האנרגיה הנמוכה שלו, אשר חוסך במידה רבה בעלויות אנרגיה, והוא יכול גם לרתך סוגים שונים של חומרי מתכת יחד, תוך פריצת המגבלות הטכניות המקוריות. לא ניתן לממש את צוואר הבקבוק של ריתוך מתכת שונה. בנוסף, בתהליך של אב טיפוס מהיר של חלקי מתכת, ניתן להטמיע כמה מכשירים פונקציונליים כדי לממש חומרים מרוכבים מתכת חכמים, אשר לא ניתן להשיג על ידי טכנולוגיית ריתוך מסורתית.
2. מהירות מהירה ויציבות גבוהה
ריתוך מתכת אולטראסוני יכול להבטיח את העלאת מהירות הריתוך באמצעות ריתוך נקודתי וריתוך רציף. הוא יכול לא רק לרתך חומרים בעלי תכונות פיזיקליות שונות, אלא גם להחיל את ההבדל הגדול בעובי ובעובי שלא ניתן להשיג בטכנולוגיות אחרות ובין יריעות מתכת רב שכבתיות. הַלחָמָה. בשל חוזק מפרק הלחמה גבוה מאוד, יש לו יציבות טובה.
3. הליך פשוט ודיוק גבוה
טכנולוגיית ריתוך מתכת אולטרסאונד יכולה להבטיח את איכות המוצר המרותך בהליך פשוט במהלך תהליך הריתוך. פשטות ההליך באה לידי ביטוי בנקודות הבאות: ראשית, אין צורך להשתמש בקירור מים ובהגנה על גז, ומבטל את הצורך בריתוך מוצרים מוגמרים. תהליך טיפול דה-חום; שנית, לא נעשה שימוש במוט ריתוך, והמתכת המרותכת אינה מחוממת ישירות, מה שמפחית את איבוד האנרגיה ומונע בעיות חימום; לבסוף, אין צורך להוסיף שטף, ומבטל את הצורך בניקוי מאוחר יותר ושמירה על איכות הסביבה של המוצר המוגמר. ריתוך מתכת אולטראסוני משתמש גם במעגל אלקטרוני כוח, שיכול להשיג ריתוך בצפיפות גבוהה באמצעות בקרה חשמלית.
יישום של ריתוך מתכת קולי:
נכון להיום, לריתוך מתכת קולי יש ארבעה יישומים עיקריים: ריתוך נקודתי, ריתוך תפרים, רתמת תיל ואיטום צינורות, הנמצאים בשימוש נרחב בתחומים שונים כגון רכב, קירור, אנרגיה סולארית, סוללות ואלקטרוניקה.
כיום, היישומים הספציפיים של ריתוך מתכת קולי כוללים בעיקר:
1. ריתוך של אלקטרודות חיוביות ושליליות רב-שכבתיות של סוללת כוח; ריתוך של רשת ניקל ויריעת ניקל של סוללת ניקל-מימן;
2. ריתוך של רדיד נחושת ויריעת ניקל של סוללת ליתיום וסוללת פולימר; ריתוך של רדיד אלומיניום ויריעת אלומיניום; ריתוך של יריעת אלומיניום ויריעת ניקל;
3. רתמת חיווט לרכב; יצירת תיל; ריתוך חוט הדדי; חוטים מרובים מרותכים הדדית ליצירת קשר תיל; חוטי המרת חוטי נחושת ואלומיניום, כבלים ורכיבים אלקטרוניים שונים, מגעים, מחברים ומסופים מרותכים;
4. תאים סולאריים, פאנלים שטוחים סופחי חום סולאריים, ריתוך גליל צינורות מרוכבים מאלומיניום-פלסטיק, חיבור צלחות נחושת ואלומיניום;
5. ריתוך של מגעים, מגעים ויריעות מתכת שונות עם זרם גבוה, כגון מתגים אלקטרומגנטיים ומתגים ללא נתיכים;
6. איטום צינורות נחושת במקררים, מזגנים ותעשיות נוספות; ריתוך צינורות נחושת ואלומיניום למכשירי ואקום וכו'.
ריתוך מתכת אולטראסוני הוא טכנולוגיית עיבוד מיוחדת המתהווה, היא עדיפה על טכנולוגיית הריתוך המסורתית בהיבטים רבים, ויש לה מגוון רחב של יישומים בתחומים שונים. טכנולוגיית ריתוך מתקדמת זו היא לא רק ביטוי חשוב של התקדמות מדעית וטכנולוגית, אלא גם תרומה מרכזית לפיתוח החברה האנושית.
