Устройство для ультразвуковой сварки

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 22.12,75 (21) 2301930/ Кл,е23 К 19/О кием заявки-присо Государственный комитет Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий(45) Дата опубликования описаиия 26.05,53) УДК 621.791,1 .03 (088.8) С. А. Довнар, А. М. Григорь и И. П. Янови(72) Авторы изобретен изико-гехнический институт АН Белорусской ССР) Заявит УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРК СТРОИСТВО 2 ю изобретения я тся повышени о, м и м образом ния от 2 и тран Изобретение относится к ультразвуковой сварке металлов и может быть использовано в электронной технике.Известны устройства для обработки металлов давлением с ультразвуком, состоящие из преобразователя колебаний, волновода и инструмента 1,Однако данные устройства необходимо настраивать на резонансный режим в процессе деформации заготовки, При размыкании колебательной системы резонансный режим ее работы нарушается, поэтому режим работы ультразвуковой аппаратуры при применении таких колебательных систем получается тяжелым.Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для ультразвуковой сварки, состоящее из преобразователя, волновода, трансформатора упругих колебаний и сварочного инструмента 2.Однако такое устройство позволяет вводить в свариваемые материалы колебания одного типа. При этом в случае поперечных или изгибных колебаний инструмента максимальные сдвиговые напряжения сконцентрированы по периферии рабочего торцачто приводит к ухудшению качества соедипения,качества соединений.Это достигается тем, что на боковойповерхности инструмента выполнена петля один конец которой расположен в узле про дольных колебаний, а другой - у рабочеготорца инструмента. При этом длина петли равна нечетному числу четвертей длин волны продольных колебаний,На чертеже показано предлагаемое уст ройство для ультразвуковой сварки, Оно состоит из преобразователя 1, соединенног например, посредством пайки с волноводо 2, к которому шпилькой прикреплен трансформатор упругих колебаний 3, соединенны 20 со сварочным инструментом 4, На боковойповерхности инструмента закреплена петля 5, например посредством пайки.Устройство работает следующиПродольные ультразвуковые колеба25 преобразователя 1 через волноводформатор упругих колебаний 3, попадая на сварочный инструмент 4, распространяются в нем. В месте крепления петли 5 к боковой поверхности стержня рабочего инструмента происходит разделение волны, Часть5 колебаний продолжает распространяться в первоначальном направлении вдоль оси стержня, а часть - по петле. Энергетическое соотношение между ними при отсутствии потерь в месте соединения определяется как отношение площадей поперечных сечений стержня и петли, т.е.йФ.г ггде %- энергия ультразвуковых колебаний (УЗК), распространяющихся в стержне после соединения с петлей;Ф - энергия УЗК, распространяющихся в петле;3 - площадь поперечного сечения стержня;- площадь поперечного сечения петли.гДля исключения рассогласования колебательной системы петля имеет длину, равную нечетному числу четвертей длин волны продольных колебаний и крепится одним концом в узле продольных колебаний, а дру. гим - у рабочего торца сварочного инструмента.К рабочему торцу инструмента колебания от петли подводятся перпендикулярно к направлению распространения продольных колебаний в стержне. Благодаря этому в зону сварки вводят сложное колебательное движение: в плоскости свариваемых элементов и перпендикулярно им. Так как сдвигающие усилия сосредоточены в непосредственной близости от рабочего торца сварочного инструмента, торец перемещается параллельно свариваемым поверхностям и механические напряжения от усилия нагру 40 жения продольных и поперечных колебаний распределены равномерно по всей площади соединения.Это способствует возникновению зон взаимодействия по всей площади рабочего торца инструмента, что улучшает качество соединения.Эффективность использования устройства для ультразвуковой сварки достигается за счет введения в зону соединения колебаний двух типов при равномерном распределении механических напряжений по плоскости сварки вформула изобретенияУстройство для ультразвуковой сварки,содержащее преобразователь, волновод,трансформатор упругих колебаний и сварочный инструмент, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения качества соединения, на боковой поверхности инструмента выполнена петля, один конец которой расположен в узле продольных колебаний, адругой - у рабочего торца инструмента, приэтом длина петли равна нечетному числучетвертей длин волны продольных колебаний,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Северденко В. П, и др. Обработкаметаллов давлением с ультразвуком, Минск,Составитель Е. ТютченковаРедактор Л. Народная Техред А. Демьянова Корректор А, ГриценкоЗаказ 387/6 Тираж 1232 Подписное ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4