Устройство для ультразвуковой свар-ки

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Сою» Советских

Социалистических

Реслублин (ii) 814625 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (5!)М. Нл.з (22) Заявлено 229579 (2f) 2772412/25-27

В 23 К 20/10 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР во дедам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230381.Бюллетень N9 11

Дата опубликования описания 230381 (53) УДК 621.791.

° 16(088.8) (72) Авторы изобретения

С.A. Довнар, A.Ì. Григорьев и И.П. Янович

: с физико-технический институт AH Белорусской ССР (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к оборудованию для микросварки и может быть использовано в электронной промышленности, например, для регулирования процесса сварки.

Известно устройство для ультразвуковой сварки, состоящее из стержня и втулки, выполненных с различ-. ным коэффициентом усиления $1$ .

Известно также устройство, состоящее из стержня резонансной длины, установленного во втулку и соединенного с ней гайкой с отличающимся шагом 21.

Эти устройства позволяют изменять напряженное-деформированное состояние материала инструмента и регулировать его механико-волноводные свойства при различных усилиях нагружения.

Однако они не обеспечивают неоднородность вводимых в очаг деформации колебаний по периферии сварной зоны и не позволяют осуществлять ввод в зону соединения бегущей волны.

Такие конструкции не дают возможности оценить влияние напряженно-деформируемого состояния материалов на .качество формирования сварного сое- ) динения за счет изменения сдвигающих напряжений в зоне сварки.

Известно устройство для ультразвуковой сварки, содержащее установленну1о в корпус сварочную головку, несущую инструмент, с рабочим и нерабочим торцами, расположенными по обе стороны от места закрепления.

Известное устройства позволлет значительно увеличить. амплитуду колебаний инструмента в процессе сварки и.повысить качество соединений за счет увеличения сдвигающих напряжений и уровня энергосиловых процессов в очаге деформации f3).

Однако Устройство. обеспечивает однонаправленное изменение деформаций соединяемых материалов и не поз2р валяет осуществлять плавную регулировку и ввод акустической энергии, вызывающей изменение напряженно-деформированного состояния s зоне сварки. Этот недостаток не оэволя25 .ет также определить оптимальный ре. жим сварки, который .можно подбирать путем изменения частоты колебаний, эоны их ввода и интенсивности, приво дящих к одновременному вводу в очаг

30 1деформации высоких и низких частот

814625 или колебаний, совпадающих по часто- те и фазе.

Цель изобретения — повышение качества сварки за счет независимого изменения частот собственных и вынужденных колебаний инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для ультразвуковой сварки снабжено механизмом обкатки инструмента, выполненным в виде смонтированной в корпусе концентрично оси инструмента приводной вращающейся втулки и эксцентрично закрепленного на ней при помощи упругого элемента обкатывающего ролика, установленноэо с возможностью воздействия на боковую по- 15 верхность торца инструмента в узловой зоне распространяющихся в нем ультразвуковых колебанйй.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. 20

Устройство содержит сварочную головку 1 с инструментом 2, установленную в корпусе 3, и механизм обкатки инструмента, смонтированный в корпусе и выполненный в виде втулки 4, связанной с приводом 5 вращения, установленным концентрично оси инструмента, эксцентрично закрепленного на ней обкатывающего ролика 6, смонтированного на упругом элементе 7 и контактирующего с боковой поверхностью нерабочего торца инструмента в узловой зоне распространяющихся в нем ультразвуковых колебаний.

Устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые колебания через сварочную головку 1 передаются на инструмент. 2. Вращением привода 5, например электродвигателя, вызывает ф) обкатку инструмента 2 роликом 6, который прижимается к боковой поверхности инструмента в узловой зоне через упругий элемент 7. Изменение усилия прижима может регулировать- 4 ся путем вкручивания винта 8, а скорость обкатки и напряжения s материале инструмента по его боковой поверхности — скоростью вращения привода 5. Варьирование относительно ультразвуковой частоты колебаний инструмента, .нагрузки на инструмент, времени сварки, т.е. постоянного режима сварки, скорости обкетки и усилия изгиба инструмента позволяет осуществлять сварку различных толщин и материалов при пос-тоянном ультразвуковом режиме сварки. Эта позволяет вводить в зону сварки бегущее ультразвуковое поле с программированной интенсивностью щ колебаний °

В процессе обкатки инструмента 2 роликом 6 с усилием нагружения через упругий элемент 7 происходит изгиб оси верхней части инструмен- Я та. Это приводит к изменению напряженно-деформированного состояния материала инструмента, которое вызывает изменение длины волны, частоты, интенсивности колебаний в объеме инструмента. Кроме того, присоединение тела качения как дополнительной массы приводит также

K изменению волноводных характеристик материала инструмента, что особенно заметно в объемах, расположенных ближе к боковой поверхности инструмента. При постоянной обкатке инструмента в каждый момент включения ультразвуковых колебаний в очаг деформации вводится дополнительное бегущее круговое волиовое поле. Иэмененивм скорости обкатки достигается изменение условий в зоне сварки и при любам неоптимальном режиме всегда удается осуществить сварку за счет создания определенного напряженно-деформированного состояния в зоне соединения путем одновременного ввода колебаний ультразвуковой частоты и низкочастотного деформирования. Такое введение колебаний создает знакоперемениые деформации от ультразвуковых колебаний по всему соединению и осуществляет дополнительные круговые сдвигающие деформации свариваемых материалов. При этом происходит интенсивная ломка окисных пленок на границе соединяемых материалов и ультразвуковая сварка чистых. поверхностей. Это позволяет в процессе обкатки эоны в любой момент сварки на рабочем режиме (или близком от него) всегда создать оптимальные Условия для резких объемов материалов и добиться качественного сварного соединения.

Формула изобретения

Устройство для ультразвуковой сварки, содержащее установленную в корпусе. сварочную головку, несущую инструмент, с рабочим и нерабочим торцами, расположенными по обе стороны от места закрепления, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварки за счет независимого изменения частот собственных и вынужденн:" колебаний инструмента, оно снабжено механизмом обкатки инструмента, выполненным в виде смонтированной в корпусе концентрично оси инструмента приводной вращающейся втулки и эксцентрично закрепленного на ней при помощи упpyroro элемента обкатывающего ролика, установленного с возможностью воздействия на боковую поверхность нерабочего торца инстру-. мента в узловой зоне распростI раняющихся в нем ультразвуковых колебаний.

814625

Составитель R. Тютченкова

Редактор А. Пушненкова Техред Ж.КастелевичКорректорМ. Вигула.

Заказ 898/19 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 583892, кл. В 23 К 19/04, 1976.

2. Авторское р 623622, кл. В

3. Авторское

9 564126, кл. В свидетельство СССР

23 К 19/04, 1977. свидетельство СССР

23 К 19/04, 1975.