Юный техник 1959-04, страница 54
СВАРКА ,Ш.УКОЛ1 Слепящая вспышка электрической сварки... Ровное синеватое пламя газовой сварки... Бенгальский огонь термитной сварки... Нет, ничего подобного нам не пришлось увидеть у сварочного аппарата, с которым нас познакомили в Московском энергетическом институте. На наших глазах в течение нескольких секунд сварили две металлические пластинки, даже не прибегая н их нагреву. Сварили... звуком. Правда, звук этот мы не слышали, тан как для нашего слуха он был слишком высок. Разве что летучие мыши смогли бы различить его. То был ультразвук. Как же работает аппарат, предназначенный для сварни ультразвуком? Внешне он напоминает обычную машину для контактной элек-тросзарни (см. цветную вкладку). Заглянем внутрь, под кожух. Перед нами устройство, похожее на трансформатор. Это магнито-стриктор. Основной его элемент — ферромагнитный сердечник («феррум» по-латыни значит «железо»), помещенный в индуктивную катушку. Если мы обмотку подключим и сети переменного тока, то сердечник будет то намагничиваться, то размагничиваться, а вместе с тем будут периодически меняться и его размеры. Под действием переменного магнитного поля ферромагнитный материал ведет себя нан упругое тело, которое то разжимают, то сжимают. Такое явление получило название магнитостринции. Если мы будем перемагничивать сердечнин с частотой звуковых нолебаний, то в теле магнитостриктора возниннут звуковые волны. Когда частота невелика (например, 20 колебаний в се-ИУНДУ)» мы услышим гудение, подобно тому нан это имеет место при работе трансформатора. Увеличив частоту свыше 20 тыс. нолебаний в секунду, мы получим ультразвук. Чтобы добиться таной высокой частоты, пришлось прибегнуть и электронике — используется специальный ламповый генератор ультразвуковых нолебаний. Длина сердечника при магнитострикционном эффеите изменяется очень незначительно, в пределах тысячных долей миллиметра. Чтобы увеличить размах этих колебаний, делают конический насадок — волновод (см. вкладку), на кончике которого концентрируется вся энергия ультразвука, возбужденного в ферромагнетике. Таким способом можно увеличить в насадке амплитуду нолебаний в 10 — 20 раз по сравнению с амплитудой колебаний в самом сердечнине. В процессе работы аппарата сердечник, естественно, сильно нагревается. Его приходится охлаждать водой, ноторая подводится внутрь кожуха. Пластинни, предназначенные для сваривания, зажимаются между выступом волновода и прижимным роликом. Одновременно включают ультразвуковой генератор. Выпуклый нончик волновода начинает совершать невидимые нам, быстрые возвратно-поступа-тельные движения, как бы стремясь притереть одну пластинку и другой. Нажимая на рычаг, сильнее сдавливают пластины. И вот пластинни прочно-напрочно соединились друг с другом, сварились. Каним же образом это произошло? Вспомним, как обычно сваривают металлы. Свариваемые участки деталей подвергаются высокому нагреву, который доводит в этих местах материал до тестообразного, а то и расплавленного состояния. Молекулы одной детали проникают в материал другой. За счет молекулярного сцепления создается надежное соединение обеих деталей. В обычном холодном состоянии поверхности многих материалов |
