Устройство для ультразвуковой сварки

Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.з В 23 К 20/10 тосударственный комитет по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описания 07.07.82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ Изобретение относится к области ультразвуковой сварки металлов и может быть использовано в электронной, радиотехнической и электротехнической промышленности, например, для сварки на внутренних боковых поверхностях.Известны машины для ультразвуковой сварки, содержащие электромеханический преобразователь, концентратор, сварочный волновод 11,Однако выходное сечение волноводов может превышать размеры свариваемых деталей, что не позволяет выполнять сварочные операции внутри изделий на боковых поверхностях. Смещение сварочного выступа, на котором формируется сварное соединение, от центра к краю в направлении колебаний торца концентратора приводит к снижению на 30 - 40% прочностных показателей сварных соединений относительно прочности соединений, выполненных на выступе, который расположен в центре рабочего торца волновода, совершающего изгибные колебания.Известно также устройство для ультразвуковой сварки, содержащее привод сварочного усилия, электромеханический преобразователь, концентратор и волновод, на рабочем торце которого сварочный выступ смещен относительно оси волновода 2. Недостатком данного устройства является то, что при выполнении соединений на внутренних боковых поверхностях изделий со значительными габаритами требуется расширить зону доступа к месту сварки.Для этого необходимо увеличивать длину сварочного волновода, что приводит к возбуждению в нем изгибных колебаний. При изгибе стержня на одной фазе колебаний наружная поверхность волновода (относительно места сопряжения с выходным торцом концентратора), будет испытывать растяжение, а внутренняя - сжатие. На следующей фазе напряжения на противо положных поверхностях изменят свой знак.Такое циклическое изменение напряжений вызывает поворот сечений, перпендикулярных оси, Поворот сечений обуславливает появление колебательных смещений, на правленных по нормали к зоне соединения,величина которых возрастает при удалении от оси волновода в направлении, совпадающем с направлением колебаний выходного торца концентратора.25 Появление продольной составляющейколебательных смещений снижает энергию, идущую на образование сварного соединения, уменьшает производительность обору; дования, ухудшает внешний вид и прочностные показатели соединений.Коррсктор С. файн Редактор О. Юркова Заказ 681/527 Изд, М 178 Тирани 1151 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Тин. Харьк. фил, пред. сПатент Целью изобретения является повышение качества сварных соединений и производительности при сварке на внутренних боковых поверхностях изделия.С этой целью в устройстве, содержащем привод сварочного усилия, электромеханический преобразователь, концентратор и волновод, на рабочем торце которого сварочный выступ смещен относительно оси волновода, волновод снабжен вторым сварочным выступом, и оба сварочных выступа расположены на линии, проходящей через ось волновода, перпендикулярно ей и направлению колебаний выходного торца концентратора.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид спереди.Устройство содержит привод сварочного усилия 1, источник механических колебаний - электромеханический преобразователь 2, соединенный через концентратор 3 волноводом 4, на торце которого сварочные выступы 5 разнесены относительно оси.Устройство работает следующим образом.Прикладывают сварочное усилие Р механические колебания от электромеханического преобразователя 2 усиливаются в концентраторе 3 и через волновод 4 передаются в зону сварки. На свариваемые материалы действуют только тангенциальные составляющие механических колебаний, так как сварочные выступы 5, формирующие сварную точку, расположены на линии, перпендикулярной направлению колебаний выходного торца концентратора и оси волновода, при этом линия, на которой расположены сварочные выступы, проходит также через ось волновода. В плоскости, которой принадлежит указанная линия и ось волновода, составляющие колебаний по нормали к зоне оседания минимальные, поэтому качество сварных соединений и производительность оборудования 5 при использовании устройства увеличиваются.Экономический эффект определяется засчет улучшения качества сварки и увеличения производительности оборудования.10 Устройство позволяет сваривать изделия различных геометрических форм и габаритов. Формула изобретения15 Устройство для ультразвуковой сварки,.содержащее привод сварочного усилия, электромеханический преобразователь, концентратор и волновод, на рабочем торце 20 которого сварочный выступ смещен относительно оси волновода, отл и ч а ющ ее с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений и производительности при сварке на внутренних боковых поверхнос тях изделия, волновод снабжен вторым сварочным выступом, и оба сварочных выступа расположены на линии, проходящей через ось волновода, перпендикулярно ей и направлению колебаний выходного торца 30 концентратора. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе: 35 1. Холопов Ю. В. Ультразвуковая сварка. М., Машиностроение, 1972, с. 125 - 137. 2. Авторское свидетельство СССР 40204876, кл. В 23 К 19/04, 1963 (прототип).