Основы ультразвуковой пайки
Механические колебания в газах, жидкостях и твердых телах с частотами более 20 000 Гц называются ультразвуковыми. В отличие от слышимых звуков ультразвуковые колебания могут иметь большую интенсивность, доходящую до сотен вт/см2. Особенностью ультразвуковых колебаний является также весьма высокое звуковое давление, т. е. воздействие звуковой волны на среду, когда происходит сжатие или разрежение волны.
Для слышимых звуков это давление очень мало: например, для звуков средней громкости оно составляет 0,001 г/см2. При ультразвуковых колебаниях интенсивностью 3-5 вт/см2 в воде звуковое давление достигает более 2 атм. При этом следует иметь 8 виду, что звуковое давление имеет переменный знак, т. е. давление сменяется разряжением в зависимости от фазы колебания. Этот процесс совершается много раз в секунду.
Как известно, при сжатии жидкости каких-либо существенных явлений не происходит. Вместе с тем незначительное растягивающее усилие вызывает в жидкости разрыв, в результате чего в ней образуется большое количество мельчайших пузырьков.
Нарушение сплошности жидкости при разрежении называется кавитацией. Пузырьки, образованные в жидкости при кавитации, после кратковременного существования захлопываются. Это происходит тогда, когда давление в жидкости повышается вследствие сжатия воли.
Независимо от размеров и продолжительности существования кавитационных пузырьков при их захлопывании происходит мгновенное местное повышение давления, достигающее сотен атмосфер. Такое резкое повышение давления называется гидравлическим ударом. При гидравлическом ударе поверхность твердого тела, находящаяся вблизи мест «захлопывания» пузырьков, подвергается механическому воздействию.
Кавитация, возникающая при действии ультразвуковых волн, отличается от других видов кавитации тем, что она является управляемой: ее можно создавать в требуемых местах и необходимых дозах. В частности, кавитация, вызываемая ультразвуком, используется для разрушения окисной пленки при лайке металлов.