W dziedzinę licznych zastosowań ultradźwięków wchodzi również lutowanie aluminium i jego stopów. Jak wiadomo, poddają się one zwykłemu procesowi lutowania niesłychanie trudno. Spowodowane to jest tworzeniem się na ich powierzchni cienkiej lecz bardzo trwałej warstewki tlenku, która przeszkadza zwilżaniu powierzchni metalu ciekłym spawem. Usuwanie warstwy tlenku przeprowadzane było do niedawna na drodze mechanicznej z pomocą drucianej szczotki, przy jednoczesnym zastosowaniu odpowiednich preparatów chemicznych. Metoda ta posiadała szereg niedogodności, a poza tym nie zapewniała wymaganej trwałości spoiwa powodując jednocześnie niebezpieczeństwo korozji ze względu na trudność usunięcia z miejsc lutowania resztek stosowanych środków czyszczących.
Dopiero z pomocą ultradźwięków stało się możliwe przeprowadzanie lutowania aluminium w sposób zadowalający. W metodzie tej warstewka tlenku usuwana jest w wyniku kawitacji, a oczyszczona powierzchnia metalu wchodzi w bezpośrednie zetknięcie z lutem. Praktyczna realizacja tego procesu przedstawia się następująco: pręt roboczy lutownicy ultradźwiękowej pobudzany do drgań wysokiej częstości z pomocą przetwornika magnetostrykcyjnego, ogrzewany jest jednocześnie od zwykłego elementu grzejnego roztapiając lut, który rozpływa się wzdłuż spawanego szwu (rys. 21). Doprowadzona energia drgań powoduje silną kawitację, co doprowadza w konsekwencji do usunięcia warstewki tlenku z powierzchni metalu i umożliwia jego kontakt ciekłym lutem, co zapewnia dobre spojenie. Cząsteczki zniszczonej warstewki tlenku wypływają przy tym na powierzchnię ciekłego lutu. Niekiedy okazuje się wygodniejsze doprowadzić ciepło w miejsce lutowania z pomocą zwykłej lutownicy, a energię ultradźwiękową z pomocą osobnego wibratora: wybór pierwszej lub drugiej metody jest oczywiście kwestią odpowiedniego rozwiązania technicznego i konkretnych zastosowań. Kompletny zestaw dla ultradźwiękowego lutowania w standartowym wykonaniu przedstawia rysunek 22.
Przedstawiony wyżej proces lutowania okazuje się najbardziej efektywny przy niskich częstościach drgań, ponieważ wzrasta wówczas in- tensywność kawitacji, stąd też do wytwarzania drgań w lutownicach ultradźwiękowych stosuje się prawie wyłącznie wibratory magnetostrykcyjne.
Poza przedstawioną metodą lutowania istnieje również druga, polegająca na uprzednim pobieleniu cyną drobnych przedmiotów z aluminium lub jego stopów. Elementy te zanurza się w kąpiel cynową, w której znajduje się przetwornik magnetostrykcyjny. W wyniku drgań i kawitacji ulegają one w krótkim czasie pobieleniu i następnie mogą być lutowane zwykłym sposobem. Metoda ta jest szczególnie korzystna w przypadku konieczności lutowania drutów aluminiowych, wykorzystywanych często w montażu aparatury elektronowej.
Leave a reply