Устройство для ультразвуковой свар-ки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублин(22) Заявлено 22 Р 579 (21) 2772412/25-27 В 23 К 20/10 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР во дедам изобретений н открытий: с Физико-технический институт АН Белорусской ССР(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 установленну 1 о в корпус сварочную головку,несущую инструмент, с рабочим и нерабочим торцами, расположенными пообе стороны от места закрепления.Известное устройство позволлет зна"чительно увеличить. амплитуду колебаний инструмента в процессе сваркии.повысить качество соединений засчет увеличения сдвигающих напряжений и уровня энергосиловых процессов15 в очаге деформации С 31. Однако Устройство. обеспечиваетоднонаправленное изменение деформаций соединяемых материалов и не поз валяет осуществлять плавную. регулировку и ввод акустической энергии,вызывающей изменение напряженно-деФормированного состояния в зонесварки. Этот недостаток не цоэволя .ет также определить оптимальный режим сварки, который можно подбиратьпутем изменения частоты колебаний,эоны их ввода и интенсивности, приводящих к одновременному вводу в очаг 30 1 деформации высоких и низких частотили 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 обкатываю- щего ролика, установленноэо с возможностью воздействия на боковую по верхность торца инструмента в узловой зоне распространяющихся в нем ультразвуковых колебанйй.На чертеже изображено предлагаемое устройство. 20Устройство 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 б 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 40 обкатку инструмента 2 роликом б, который прижимается к боковой поверхности инструмента в узловой зоне через упругий элемент 7. Изменение усилия прижима может регулировать ся путем вкручивания винта 8, а скорость обкатки и напряжения в 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 обкатки 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 колебанийВ процессе обкатки инструмента 2 роликом б 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 каченйя как дополнительной массы приводит также к 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 дополнительноебегущее круговое волновое 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 взоне соединения путем одновременноговвода 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 изобретенияУстройство 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, чта, с целью повышения качества сварки за счет независимого изменения частот собственных и вынужденн .с колебаний инструмента, оно снабжено механизмом обкатки инструмента, выполненным в виде смонтированной в корпусе концентрично оси инструмента приводнойвращающейся втулки и эксцентрично закрепленного на ней при помощи упругого элемента обкатывающего ролика, установленного с возможностью воздействия на боковую поверхность нерабочего торца инструмента в узловой зоне распрост раняющихся в нем ультразвуковыхколебаний,Вигула Заказ 898/19 Тираж 1148 ВНИИПИ Государственного комитет по делам изобретениИ и открыт 113035, Москва, Ж, Раушская набПодписноСССР илиал ППП "Патент", г. Ужгоро Проектная, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 583892, кл. В 23 К 19/04, 1976. 2. Авторское Р 623622, кл. В3, Авторское Р 564126, кл. В свидетельство СССР -23 К 19/04, 1977,свидетельство СССР23 К 19/04, 1975.