Процесс ультразвуковой сварки в технологии электронной аппаратуры
Автор: Елена Калита • Февраль 16, 2022 • Лабораторная работа • 530 Слов (3 Страниц) • 203 Просмотры
Цель работы
Изучение процесса ультразвуковой сварки в технологии электронной аппаратуры. Исследование влияния технологических параметров процесса на качество соединений методом регрессионного анализа.
Теоретическая часть
Ультразвуковая сварка – один из методов соединения пластмасс и металлов. Благодаря технологическим свойствам, таким как возможность соединения разнородных и разнотолщинных металлов, в ряде случаев без снятия оксидных пленок, она нашла свое применение в микроэлектронике. Без использования особенностей ультразвуковой сварки невозможны новые перспективные технологические процессы сварки.
В области УЗС термопластичных полимеров ультразвуковая сварка широко используется в промышленности. Без ультразвука невозможно совершенствование технологии сварки таких распространенных полимеров, как полистирол, полиметилметакрилат, полиэтилентерефталатные плёнки и т.п.
УЗС пластмасс и металлов основана на использовании энергии механических колебаний сварочного наконечника, совершающихся с ультразвуковой частотой 22–44 кГц и амплитудой колебаний на уровне 0,5–50 мкм. Энергия в зону сварки вводится сварочным усилием, которое находится в пределах (0,1–1,0) σт свариваемого материала.
Процесс образования сварного соединения характеризуется взаимодействием разнородных факторов. С одной стороны, это явления, связанные с внешним трением, повышением температуры в свариваемых материалах, растрескиванием твердых и выгоранием жировых пленок, повышением пластичности, сминанием неровностей, сближением контактирующих поверхностей на расстояние, близкое к межатомному, и т.п. С другой стороны – это явления, связанные с состоянием, способностью энергетического тракта подать эту энергию в зону сварки.
УЗС металлов основана на введении механических колебаний УЗ частоты в зону шва, что приводит к пластической деформации приконтактной зоны, разрушению и удалению поверхностных пленок с созданием ювенильных поверхностей, интенсифицирует процесс образования активных центров и тем самым приводит к образованию прочного сварного соединения без большой пластической деформации свариваемых деталей.
Схема ультразвуковой сварки
Наиболее часто применяются продольные колебания, вводимые в зону сварки; продольно-поперечные - для сварки малых толщин металла; поперечные (изгибные) (рисунок 1). Поперечные колебания с помощью УЗ-пистолета, состоящего из 2-х магнитострикционных преобразователей 1, волновода 2 вводятся в провод 3, который с силой F прижимается к детали 4, находящейся на акустической опоре 5.
[pic 1]
Рисунок 1 – Схема ультразвуковой сварки
Экспериментальные данные
Прочность сварных соединений оценить с помощью разрывного механизма и занести данные в таблицу 1.
В таблице представлены экспериментальные данные, которые были получены в результате опытов.
№ образца | Время, с | Напряжение на выходе генератора, В | Амплитуда колебания, мкм | Прочность соединения, Н |
1 | 8 | 175 | 18 | 20 |
2 | 9 | 180 | 19 | 18 |
3 | 10 | 185 | 20 | 17 |
4 | 12 | 190 | 18 | 15 |
5 | 9 | 195 | 20 | 14 |
6 | 10 | 200 | 19 | 13 |
7 | 11 | 205 | 21 | 10 |
8 | 10 | 210 | 18 | 7 |
Анализ собранных данных
На рисунке 2 представлен график зависимости прочности соединения от напряжения на выходе генератора.
...