Ультразвукове зварювання (рис. 55.12) — зварювання тисненням із прикладенням ультразвукових коливань. Воно подібне до зварювання тертям. Нерознімне з’єднання утворюється внаслідок спільної дії на зварювані деталі механічних коливань високої (ультразвукової) частоти й відносно невеликих стискальних зусиль. Сили тертя виникають під впливом на заготовки, які стиснуті осьовою силою, механічних коливань ультразвукової частоти (20-30 кГц). Такі коливання утворюються в спеціальних генераторах потужністю 3-10 кВт і магнітострикційних перетворювачах (магнітострикція — зміна розмірів тіла під час намагнічування). Коливання і тиск передаються зварюваним деталям через спеціальний пристрій. Коливання спричиняють зсув частин металу, руйнування плівки й розігрівання зварюваних поверхонь,

а тиск — потрібну пластичну деформацію. Елементом коливальної системи є електромагнітний перетворювач. Змінна напруга створює в обмотці перетворювача намагнічувальний струм, який збуджує змінне магнітне поле в матеріалі перетворювача. Зі зміною напруженості магнітного поля в матеріалі періодично змінюються його розміри, при цьому частота пружних коливань дорівнює подвійній частоті струму. Амплітуда коливань на кінці хвилеводу на холостому ходу становить 20-40 мкм.

Унаслідок ультразвукових коливань у тонких шарах поверхонь деталей створюються деформаціїзсуву, які руйнують поверхневі плівки. Утворюються вузли зчеплення, поверхневі шари нагріваються і під дією стискального зусилля пластично деформуються. Зварювані поверхні наближаються до відстані дії міжатомних сил, і утворюється міцне зварне з’єднання.

Переваги ультразвукового зварювання: незначний тепловий вплив на зварювані деталі, що забезпечує мінімальну зміну їхньої структури; застосування невеликих стискальних зусиль (0,1-2,5 кН) спричиняє утворення малих ум’ятин (5-10 %); зварювання у твердому стані без істотного нагрівання дає можливість зварювати хімічно активні матеріали й дуже тонкі деталі; низька потужність зварювального обладнання і простота конструкції.

Недоліками ультразвукового зварювання є обмеження товщини зварюваних деталей, вплив високої частоти на організм людини й висока вартість генераторів високої частоти.

Цей спосіб зварювання використовують у приладобудуванні, радіоелектроніці для з’єднання двох металів: хромель — алюмель (за температури 350 °С), мідь — константан (450 °С), алюміній — алюміній (200-300 °С), мідь — мідь (600 °С), а також термопластиків, поліетиленових плівок, скла завтовшки 0,05-0,5 мм.

Це матеріал з підручника "Види з’єднань" Гуменюк, Паржницький 2021