Серебров_Ультразвуковая сварка

1. ПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА КОМИТЕТ ПО НАУКЕ И ВЫСШЕЙ ШКОЛЕ Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное

образовательное учреждение
«Академия машиностроения имени Ж.Я. Котина»
Индивидуальный проект
Тема «Ультразвуковая сварка»
Общеобразовательная дисциплина: физика
Выполнил: Серебров Никита Дмитриевич
Специальность: Сварочное производство
Группа: СП 125
Санкт-Петербург
2026

2. Актуальность

Актуальность
ультразвуковой сварки
сегодня обусловлена
глобальными трендами на
электромобилизацию,
облегчение конструкций и
цифровизацию
производства. Этот метод
из нишевого превращается
в магистральный
благодаря своей
скорости, экологичности
и способности соединять
сложные материалы.

3. Цель работы

Изучить теоретические и практические аспекты лазерной сварки
как современной технологии соединения материалов.

4. Задачи

- Ознакомиться с историей
создания способа
ультразвуковой сварки
- Ознакомиться с принципом
работы ультразвуковой сварки
- Определить отрасли, где
применяется ультразвуковая
сварка
- Выявить положительные
стороны такого метода сварки

5. Практическая значимость проекта

- Формирование общего представления о технологии
ультразвуковой сварки
- Расширение кругозора студентов при выборе
специфических и оптимально подходящих под
разные условия методов сварки материалов

6. История развития технологии ультразвуковой сварки

- 1930-е – случайное открытие:
ультразвук соединяет тонкие
металлы без нагрева.
- 1964 – первый промышленный
аппарат для пластика (Branson,
серия 100).
- 1969 – начало массового
применения (игрушки, затем
автоиндустрия).
- 1970–80-е – внедрение в
медицину и автомобилестроение.
- 1990–2000-е – цифровое

7. В чем заключается процесс ультразвуковой сварки?

Ультразвуковая сварка основана на воздействии
высокочастотных колебаний (20–70 кГц) на
свариваемые детали при приложении давления.
Электрический ток от ультразвукового генератора
подается на магнитострикционный или
пьезоэлектрический преобразователь, который
преобразует электрические колебания в
механические вибрации той же частоты. Эти
вибрации передаются через волновод и сонотрод
(сварочный рожок) на область соединения,
вызывая интенсивное трение и локальный нагрев,
что приводит к сплавлению материалов на
молекулярном уровне

8. Области применения ультразвуковой сварки

- Автозапчасти (жгуты, аккумуляторы)
- Электроника (платы, разъёмы)
- Медицина (катетеры, шприцы)
- Аэрокосмос (композиты)
- Энергетика (сборка батарей)

9. Преимущества способа ультразвуковой сварки

Скорость (доли секунды).
- Нет нагрева (не деформирует
детали, можно сваривать
термочувствительные материалы).
- Соединяет разнородные металлы
(медь-алюминий).
- Экологичность (без клеев, флюсов,
выхлопов).
- Высокая точность (подходит для
микроэлектроники).
- Прочный герметичный шов.

10. Недостатки данного способа

- Чувствительность к чистоте
поверхности (грязь и окислы
ухудшают качество).
- Дорогое оборудование и
требует настройки под каждую
деталь.
- Ограниченная геометрия
(сварка встык или внахлёст,
сложные формы сложнее).

11. Заключение

В результате выполнения проекта были изучены теоретические и
практические аспекты ультразвуковой сварки как довольно специфической, но
вполне эффективной и в некоторых областях незаменимой технологии.
Установлено,
что
ультразвуковая
сварка
представляет
собой
высокоэффективный процесс, основанный на использовании высокочастотных
механических колебаний, рассмотрены история развития и физические
основы лазерной сварки; изучен принцип взаимодействия оборудования в
данном способе сварки; проанализирован принцип работы процесса. Анализ
преимуществ и недостатков технологии показал, что ультразвуковая сварка
является достаточно дорогой и нишевой в применении, но при этом в своей
отрасли она очень востребованна