Устройство для дозирования энергии при ультразвуковой микросварке

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И Я К АВТОРСКОМУ СВКДЕ ТЕЛ ЬСТВУ694327 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описан 72) Авторизобретения А. Кози(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАНИЯ ЭНЕРГ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МИКРОСВАРКЕгни прищее ре Изобретение относится к области сва,рочной техники,и,может быть применено в установках для микросварки.Известно устройство, состоящее из ультразвукового преобразователя, ультразвукового генератора, устройства измерения сопротивления между внструментом и проволочкой и выключателя мощности Ц. По изменению сопротивления между проволочкой и инструментом, увеличение которого свидетельствует об окончании процесса сварки, осуществляется автоматическое выключение ультразвукового генератора, прекращается подача энергии в зону сварки, вызывающая ослабление уже полученного соединения. Недостатко.м такого устройства являет. ся низкая точность дотирования энергии, обусловленная косвенным иетодом определения прочности соединения и,вызывающая онижение воспроизводимости и средней прочности соединений, а также значительное,конструктивное усложнение преобразователя, связанное с необходимостью изоляции проволочками:и подачи на нее сигнала от схемы измерения сопрочивления.Известно устройство дозирования энерультраззуковой сварке, содержале времени, ультразвуковой генератор, электроакустичесиий преобразователь, датчик, усилитель, высокочастотный детектор и компаратор, соединенные последовательно, и делитель напряжения 12).Это устройство 1 работает по уровню напряжения, которое изменяется одновременно с изменением уровня оигнала, возбуждающего преобразователь. По максимальному уровню амплитуды колебаний преобразователя в, начале сварки задается ворог срабатывания компаратора, выклочающе" о ультразвуковой, генератор. Уровень а мплнтуды колебаний в начальный момент сва- кзт зависит от физико-химического состояния поверхностей соединяемых деталей (наличия микронеровностей, жировых и окпсвых пленок), от величины силы сцепления между инструментом и провОлочкой, от точности настройки генератора на резонансную частоту преобразователя и изменяется от сварки к сварке. Если иа соединяемых деталях имеется окисная,пли жировая п,тенка, в начальный,момент сварюи ампл 1- туда колебаний будет больше и отключение ультразвука произойдет раньше, чем п, и ее отсутствии, энергии в зону аварки посту пит меньше, хотя на самом деле ее нужно дать больше на величину, необходимую для разрушения плвнки,и удаления ее вз 3 С зоны контакта.Существенным недостатком известногоустройства является низкая воспроизводикость прочности соединений и ннзкая точность дозцрования эррергии, так как уст;,п)йство работает по заданному уровню, который зависит от состояния поверхности соединяемых деталей, и выделения активнойсоставляошей сигнала обратной связи иепроизводится.Целью изобретения является увеличсниевоспроизводимости прочности сварных соединений,и точности дозировация энергц:.Поставленная цель,достнгается тем, чтоВ устройсво дозирования энергии введены:блок стабилизацрри фазы сигнала обратноисазяз, цыделяющрий активную составляющуюц последовательно соединецные второй усилитель и второй Высокочастотыйдетектор, причем выход Второго, высокочастотного детектора подключен к Второмувходу компаратора, выход делителя напряркения иодсоедрнец к входу второго усилителя; вход делителя напряжения соезц:е:с вторым выходом ультразвукового ген,;,)атора, первый и второй Входы блока стабилрзации фазы подклОчецы к входу элек.;)оакустического преобразователя н Выходу1 тчиеа соотвегствецно, а Выход Олока стабилизации фазы подключен к второму вхоу ультразвукового генератора. В качествеусилителей,использованы усилители с лога 1 ифмцческой характеристикой.Па чертеже изображена блок-схема, стройства,Устройство дозировани 51 энеэгии содер)ццт последовательно соединенные уль "раззуковой генератор 1, электроакустпческпйпреобразователь 2, датчсик 3, усилртел,. -1,высокочастотный детектор 6, комиаратор 6,р 1 реле 7 времени, последавательцо соединенные делитель 8 цапря)кения, второй усц.литель 9, второй высокочастотный детектор10; блок 11 стабилизации фазы сцгнала оратной связи, причем вход делдтгл 5 8 1 апряжеиия подключен,к:второму выходуультразвукового гецератора 1, выход второго высокочастотного детектора О - 1)то.рому, входу компаратора б, первой и второй входы блокаСтабилизации фазь:,к входу электроакустического преобразователя 2 и выходу датчика 3 соответственно,а выход блока 1 Стабилизации фазь:квходу управлгения частотой ультразвуковогогенератора 1.Работает устройство следующим осра.зом:Сигналом с блока автоматики сварочноймашнны запускается,реле 7 временрр, ВклО.чающее ультразвуковой генератор 1. Напряжение ультразвуковой частоты с первого выхода:генераторапоступает на элект.роакустичвсиий преобразователь 2, возбуж.дая,в нем ультразвуковые колебания, напервый вход блока 11 стабилизацр 111 фазы,а с второго выхода генераторана Вход делителя 8 напряжения, который умецИиает его амплитуду до величины, равной Величине армплцтуды сигнала с Выхода датчи ка 3, соответствующей моменту окончания формпрованпд,сварного соединения. Последняя определяется экспериментально методом технологической пробы и В дальнейшем прп сварке одних и тех же деталей не изменяется. Напряжение, наступаОщез ца Вход делитсля 8 напряжения, может быть Опята с регулятора мо:цности ультразвукового генератора 1, вхс)да егосилителя мощности, а если ультразвуковой гсератор работает в режиме генератора напря)кения, то непосредствецно с первого Выхода гецс)ЗТО)а 1. Сигнал с Въхода да 11 прка 3, и качестве которого можно использовать дат 11 к тока в входой пепи преобразователя 2 пли же датрк е:о мехацичсских колеоациЙ, по- О ступает на вгорой вход блокастаб)рлррзациц фазы сигнала, который изецяст частоту ультразвукового ,генератора 1 до тех пор, пока разность фаз между сигналами, гюступающими на входы блока, це станет равной цуло. Параметры олока 1 стасплизацпи фазы зыбрацы .ак, что оц успевает ;)тслежцВзть нз.чецсни 5 1)езоцдцсцОЙ частоты преобразователя 2 В процессе сварки, благодаря этому преобразователь 2 Во Время аварки работает ца свосй резо а:спой астоте, а сспгцал на выходе датчика .3:мее-: толко активную составляОируро, Изменение амплитуды этого сигнала отражает характер процесса сварк 11 умеи шецие ее свидетельствует о развитии соединения между свар)1 ваемыми детал 5 ми.С Выхода .атчика 8 сигцаг посту 1;аеттакже на вход уссилителя -1, где его амплитуда увелнчивастся до уровня, достаточного для нормальной работы высокочастотного детектора 6 н с выхода последнего поступает на Вход компаратора 6. Па Второй Вход компаратора б с выхода делителя 8 напряжения через второй усилитель 9 и второй высокочастотный детектор 10 поступает сигнал, пропорциональный амплитуде Оиг 1 ала иа Входе преобразователя 2. Благодаря это)у, любые изменения амплитуды сигнала, возбуждающего преобразователь 2, Выз ы ва Ощис увеличенив амплитуды сигнала обратной связи на какую-то определенную величину, на такую же величину изменяют и порог срабатывания компаратора б.55 Котла амплитуда сигнала обратной связи, поступающего ца один, вход компаратора б через усилитель 4 и высокочастотный,:тектор 5, становится равной амплитудс:гнала на выходе делителя 8 напряжения, 60 поступающего на другой Вход компаратора6 через второй усилитель и второй высокочастотный детектоо 10 комларатор б выдает сигнал на выключение реле 7 времени, сигнал с Выхода которого выключает ульт развуковой генератор 1, Если за время, рав694327 20- 4 н1 М -Составитель В. Катинг 1 русова Техреду А. Камышникова Корректор С. файь Зков 10 о 1 1342 Изд,630 Тираж 12НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам113035, Москва, Ж.35, Раушскан наб., д Подписноебретений и открытий/5 нп. Харьк. фнл. пред. Патент ное величине уставки реле 7 времени, сигнал на отключение с компаратора б не приодит, то отключение производит само реле 7,времени. Это свидетельствует о том, что за время сварки прочность соединения 5 не достигла заданного уровня. Информация об этом через схему индикации может быть выведена на переднюю панель установки илц жс в блок автоматики установки с целью остановки сварочной машины для выяснения причины низкой прочности соединейия,Так как при переходе усилителей 4 и 9 в режим ограничения устройство дозирования ста,новится неработоспособным, то для увеличения точности дозирования при работе с оигналамц, имеющими широкий дингыический,диапазон, целесообразно усилители 4 и 9 взять логарифмическими. Формула изобретения 1, Устройство для дозирования энергии при ультразвуковой микросварке, содержащее реле времени, ультразвуковой генера тор, электроакустцческий преобразователь, датчик, усилитель, высокочастотнь 1 й детектор и компаратор, соединенные последовательно, а также делитель напряжения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличеция точности дозирования энергии и воспроцзводцмостц прочности сварнысоединений, в устройство введены блок стабилизации фазы сигнала ооратной связи ц последовательно соединенные второй усилитель и второй высокочастотный детектор, причем выход второго высокочастотного детектора подключен к втором вход. компаратора, зыод делителя напряжения подсоединен к воду второго усилителя, вод делителя напряжения соединен с вторым выходом 1 льтразвукового генератора, первый и второй входы блока стабилизации фаподключены к вод электроак стцчсского преобразователя и выоду датчика соотзстственно, а выод блока стабилизации фазы подключен к второму воду ультразвукового генератора.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в качестве усилителей устройство содержит усилители с логарифмической грактсристцкой. Источники информации, принятые во вцнмгцце прц экспертизе:Патент СШЛ М 3763545, кл. 29-470, 1972.2. Авторское свидетельство СССР .: 550255, кл. В3 1 19/04, 1977 (протоцп 1.