Инструмент для ультразвуковой сварки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУ БЛИН А 1 945 51 4 В 20 1 СР 5. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ( СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Могилевский проектно-конструкторский технологический институт специальной технологической оснастки,автоматизации и механизации(56) Авторское свидетельство ССУ 536918, кл. В 23 К 20/10, 197(54) ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙСВАРКИ(5) Изобретение относится к оборудованию для ультразвуковой сварки ипозволяет повысить производительностьи стабильность сварки, Инструмент содержит стержень с кольцом на рабочейповерхности, Кольцо установлено с. натягом на стержне и выполнено из материала с коэффициентом термическогорасширения меньшим, чем у материаластержня. Вследствие более высокогокоэффициента термического расширенияпри нагревании инструмента стерженьрасширяется больше, чем кольцо. Этоспособствует увеличению сил тренияи увеличению количества тепла, выделяющегося на торце инструмента, чтоускоряет нагрев в зоне сварки. 1 ил.,1 129453Изобретение относится к оборудованию для ультразвуковой сварки,Целью изобретения является упрощение конструкции, инструмента, повышение производительности и стабильности 5процесса сварки,На чертеже изображен ультразвуковой инструмент, общий вид.Инструмент для ультразвуковой сварки содержит стержень 1 резонансной 10длины и установленный концентричностержню диаметром Й полый цилиндрический элемент 2, выполненный в видекольца с толщиной стенки ьи высотойимеюший акустический контакт со 15стержнем 1 и изготовленный из материала с акустическими свойствами, отличными от акустических свойств стержня 1 и коэффициента термическогорасширения меньшим, чем у материала 20стержня 1.Обеспечение акустического контактапри изготовлении устройства обеспечивается сборкой кольца 2 со стержнем 1по посадке с гарантированным натягом.При этом благодаря конической поверхности, по которой происходит сопряжение, упрощается достижение гарантированного натяга и увеличиваются контактные напряжения по спрягаемымповерхностям.Устройство работает следующим образом.При введении ультразвуковых колебаний через стержень 1 в свариваемые 35материалы происходит нагрев зонысварки, обусловленный действием нормальных напряжений и напряжений сдвига, которые приводят к внутреннимпластическим деформациям металла,внутреннему и внешнему трению. Крометого, при возбуждении ультразвуковыхколебаний в инструменте происходитзначительное тепловыделение в местеконтакта кольца 2 со стержнем 1, обусловленное конической формой сопрягаемых поверхностей, а также тем, чтокоэффициент термического расширенияматериала кольца 2 меньше коэффициента термического расширения материала 50стержня 1. Вследствие более высокогокоэффициента термического расширенияпри нагревании инструмента стержень1 расширяется больше, чем охватывающее его кольцо 2. Поэтому в процессе 55работы инструмента увеличивается давление по сопрягаемым поверхностям,что способствует увеличению сил трения и увеличению количества тепла,выделяющегося в месте контакта кольца 2 со стержнем 1, а значит и тепловыделения на рабочем торце инструмента. Более быстрый нагрев рабочего торца инструмента ускоряет нагрев свариваемых металлов в зоне сварки,Соотношение, согласно которому ь = (0,25;0,6) в , установлено экспеЙ уменьшается количество тепла, выделяющегося в контакте кольца, со стержнем из-за уменьшения контактного дав 1ления, При д 0,6 также резко уменьшается количество выделяющегосяв контакте стержня с кольцом тепла,что обусловлено уменьшением площадиконтакта. Кроме того, нагрев в этомслучае локализуется у оси инструмента, становится неравномерным, чтоухудшает условия формирования сварного соединения и снижает производительность процесса сварки.Соотношение 1 = (0,6:0,9)й такжеустановлено экспериментально. ПриУ0,66 резко уменьшается количествовыделяющегося тепла из-за недостаточной площади контакта стержня с кольцом. При 10,9 й увеличиваетсясложность изготовления инструментабез увеличения производительностипроцесса сварки,В пределах изменения толщины стенки Л,- и длины кольца 1 угол междуобразующей конической поверхностьюи осью инструмента изменяется в пределах от 6 до 15 , что обеспечиваетзначение минимальной толщины стенкикольца Д 1-2 мм,Инструмент для ультразвуковой сварки имеет более простую конструкцию. Кроме того, его использование позволит повысить стабильность и производительность процесса сварки,Формула и э о б р е т е н и я1Инструмент дпя ультразвуковой сварки, содержащий стержень резонансной длины и установленный с акустическим контактом концентрично стержню полый цилиндрический элемент, изготовленный из материала с акустическими свойствами, отличными от акустических свойств стержня, о т л и -Составитель Н.ТютченковаТехред М.Ходанич Корректор С.Черни Редактор А,Ворович Заказ 425/12 Тираж 976 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1294537 4ч а ю щ и й с я тем, что, с целью из материала с коэффициентом термиупрощения конструкции, повышения про- ческого расширения меньшим, чем уизводительности и стабильности свар- материала стержня, при этом толщина ки, цилиндрический элемент выполнен стенки кольца д, и длина кольца 1 в виде размещенного на рабочем торцевыбраны из соотношениястержня кольца, сопрягающаяся с ь= (025-06) -йкольцом поверхность стержня выполнена конической, кольцо установлено Х = (06-09)дна стержне с натягом и изготовлено где Й - диаметр стержня.