Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 2

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 21 No. 2 2019 47 TECHNOLOGY а б Рис. 7. Карты виброперемещений на поверхности образца из двух несваренных заготовок ( а ) и частично сваренного образца ( б ) для двух моментов времени с разницей фаз 90  (сплав АМг5, толщина 5 мм, мощ- ность ультразвукового воздействия 750 Вт); белой пунктирной линией показан стык заготовок ( б ) Fig. 7. Maps of vibrodisplacements on the surface of the workpiece consisted of two unwelded parts ( а ) and the workpiece welded in part ( б ) for two moments with difference of phases 90  (5182 alloy, 5 mm thickness, ultrasonic power 750 W); the butt joint position demonstrated with the white dashed line ( б ) следования максимумов ≈ 86 мм и достигаются в фазе 20  вблизи сварочного инструмента. При этом в фазе со сдвигом 90  максимальные значе- ния амплитуды виброперемещений составляют до 0,2 мкм при пространственном периоде сле- дования максимумов ≈ 120 мм (рис. 8, а ). Это позволяет сделать выводы о том, что в образце не формируется стоячая волна, а также, что по- степенного затухания подводимых колебаний при удалении от точки их ввода в образец не на- блюдается. В случае частично сваренного образца макси- мальная амплитуда виброперемещений на линии стыка наблюдается в начале области измерений. Далее на участке от 60 мм до конца зоны ска- нирования амплитуды виброперемещений для обеих фаз колебаний составляют 0,2…0,3 мкм (рис. 8, б ). Рассматриваемая карта виброперемещений получена при неподвижном сварочном инстру- менте. В процессе сварки инструмент поступа- тельно перемещается вдоль линии стыка, уве- личивается длина сварного шва, что приводит к непрерывному изменению геометрии колеба- тельной системы. Вследствие этого в процессе сварки будет происходить непрерывное измене- ние вибрационной картины, максимумы и мини- мумы виброперемещений будут перемещаться и обеспечивать интенсивное ультразвуковое воз- действие на зону сварки. Все представленные выше измерения были проведены на поверхности образцов. Однако, как показали результаты моделирования процес- са контактного ультразвукового воздействия, по крайней мере, для небольших толщин образцов, вибрационная картина в объеме совпадает с на- блюдаемой на поверхности и отличается толь- ко несколько меньшей амплитудой [20]. Таким образом, более эффективный способ подвода с жесткой фиксацией сонотрода обеспечивает ин- тенсивное воздействие ультразвуковых колеба- ний на весь объем материала независимо от рас- стояния до места их приложения. Испытания на одноосное растяжение образ- цов сварных соединений из сплава Д16Т показа- ли, что приложение ультразвуковых колебаний в процессе их получения приводит к существен- ному повышению прочностных характеристик. Прочность соединений толщиной 5,0 и 10,0 мм, полученных сваркой с ультразвуковым воздей- ствием, составила 88 % от прочности основно- го металла, что на 10 % больше, чем у сварных соединений (рис. 9, а ). При сварке соединений толщиной 2,5 мм приложение ультразвуковых