Отчет о результатах исследования сварки компасов
Задача: провести экспериментальные исследования сварки компасов двух разных диаметров. Сварной шов должен обеспечивать герметичность, соединенных деталей.
Получив образцы изделий компасов, была разработана и изготовлена специализированная ультразвуковая колебательная система с двумя сменными концентраторами-инструментами (рисунок 1) для обеспечения кольцевых швов двух типоразмеров (использовали один электронный генератор с перестройкой при изменении инструмента). В настоящий момент все технические решения реализованы в аппарате ультразвуковой сварки кольцевым швом серии «Гиминей-К» модель АУС-1/22-ОК-50-30.

Рисунок 1 — Ультразвуковая колебательная система (УЗКС) для создания кольцевых швов с разными диаметрами рабочих инструментов
Проведенные исследования в процессе разработки показали, что разработанная форма и конструкция концентраторов является оптимальной и должна обеспечивать равномерное распределение оптимальной амплитуды колебаний 40-50 мкм по всей рабочей поверхности концентратора. Разработанные инструменты имеют отличия по длине, для обеспечения близкой резонансной частоты для всей колебательной системы.
Для обеспечения сварных соединений изделий был собран стенд, состоящий из штатива, с установленной на нем ультразвуковой колебательной системы, станины и специальной подложки (рисунок 2.). Конструкция штатива такова, что при обеспечении прижима с усилием 700-1500 Н происходит перекос и не обеспечивается параллельность рабочей поверхности УЗКС относительно свариваемых поверхностей. Это приводит к отсутствию акустического контакта и неравномерной сварке по всему кольцу. Эта проблема была устранена при использовании подложки, состоящей из резины, и алюминия, непосредственно на который укладывалось изделие.

Для осуществления операции сварки изделие укладывалось на подложку под штативом. Осуществлялся прижим рабочего инструмента с одновременным выравниванием ультразвуковой колебательной системы по месту получения сварного соединения, с усилием, задающим наилучший акустический контакт, в пределах 700-1500 Н. Затем выбирался уровень мощности, и интервал времени ультразвукового воздействия от 2 до 3 секунд, после чего производился пуск аппарата. По истечении времени сварки, аппарат автоматически отключался, прижим не ослаблялся для стабилизации и охлаждения сварного соединения в течение 1-3 секунд.
После проведения серии сварок была проведена проверка на герметичность изделий. Для проведения проверки на герметичность, изделия полностью заливались водой, отверстия заклеивались, после чего проверка производилась путём сдавливания изделий с незначительным усилием.