Способ микросварки металлов вибротрением

СОЮЗ СОВЕТСНИХщи лам пикРЕСПУБЛИН 511 4 В 23 К 20/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) 1 ОСОБ МИКРОСВАРКИ МЕТАЛЛОВВИБРОТРЕНИЕМ(57) Изрбретение относится к облати микросварки, в частности к способам управления процессом микро",80,ц, 12 1362 сварки металлов вибротрением, и может найти применение в микроэлектрон. ной промышленности при изготовлении сварных соединений из алюминия и меди. Целью изобретения является повышение качества сварки, При сварке, например, алюминиевой фольги с алюминиевым роликом фольгу прижимают к ролику и осуществляют сварку при вибрации инструмента, Измеряют длительность вибрационного трения до появления пилообразного характера сигнала рассогласования. И сварку продолжают еще.в течение этого удвоенного времени с начала появления упомянутого сигнала. В результате Ж получают сварное соединение высокой механической прочности. 2 ил.Изобретение относится к .микросварке металлов трением, а именнок способам микросварки вибротрением,и может найти применение в микроэлектронной и радиотехнической промышленности.Целью изобретения является повышение качества сварных соединенийиз алюминия и меди,На фиг. 1 представлена принци,пиальная блок-схема, поясняющая способ; на фиг. 2 - зависимость прочности сварного соединения от времени сварки и характерные осциллограммы сигнала рассогласования длякаждого участка кривой.В процессе микросварки металловвибротрением с помощью электромеханического вибратора 1 производятизмерение разности сигналов рассогласования на датчиках 2 и 3 междузадаваемой и фактической амплитудами колебаний сварочного инструмента 4. Оба сигнала с датчиков 2 и 3подаются на дифференциальный усили -тель 5, сравниваются, а их разностьусиливается на необходимую величинук после прохождения через фильтрб записывается на быстродействующий самописец 7 типа Нкли начастотный анализатор 8 типа СК 4-56. После приложения сжимающего усилия с помощью узла 9 нагружения к снаркваемым деталям алюминиевой фольге 10 и алюминиевому ролику 11 к включении электромеханического вкбратора 1 в зоне фрикционного контакта образуется площадь постоянного сопряжения, к которой затруднено проникновение внешней среды.БлагодаРя наличию площади постоянного сопряжения в зоне контакта происходит нарупяние динамического равновесия между процессами разрушения и образования окисных пленок, защищающих металлические поверхности от непосредственного взаимодействия, ВСледствие вызываемого вибротрением невосполнимого разрушения адсорбированных и окксных пленок в зоне фрикцконного контакта возникает образование металлических связей между свариваемымк поверхностями.В начальный период времени, т.е, до образования первичных очагов сварки, разность сигналов на датчиках Равна нулю, так как принаринае Экспериментально было установлено,что для получения высокой прочностии воспроизводимости сварных соединений необходимо некоторое времясварки после появления сигнала рассогласования, т,е, фиксация лишьпоявления сигнала рассогласованияявляется еще далеко недостаточнымдля суждения о том, что процесс сварки является завершенным, В доказательство этого на фиг, 2 представлена зависимость прочности сварногосоединения на срез при сварке и характерные осциллограммы сигнала рассогласования для каждого участка кривой, снятые в процессе сварки.Прк времени сварки, меньшем, чемудвоенное время вкбрационного трения до появления сигнала рассогласования (восходящая часть кривой), получаемое сварное соедкненке не достигает максимальной прочности вслед-ствие незавершенности образованиясварного соединения на Физическомконтакте, Многократным понторенкемэкспериментон установлено, что максимальная прочность к лучшая носпрокзнодкмость достигаются при времени сварки, соответствующем удвоенному времени вкбрацконного трения;до появления сигнала рассогласования (вершина кривой). Дальнейшееувеличение времени сварки от данного также приводит к снижению механической прочности сварного соедкнениявследствие частичного разрушения ужеобразовавшихся металлических связейи повреждаемости поверхностисваркнаемой детали, непосредственно соприкасающейся со сварочным инструментом.Общее время сварки (от включенияэлектромеханкческого нкбратора к доего выключения) равно утроенному нре.менк нибрационного трения до появления сигнала рассогласования,5 20 25 30 35 45 50 55 мая фольга за счет адгезионной составляющей силы трения перемещается совместно со сварочным инструментом с частотой вынужденных колебаний, В этом случае на самописце пишется прямая линия (фиг. 2), В момент образования первичного мостика сварки неизбежно происходит изменение амплитудной скорости скольжения сварочного инструмента, появляется сигнал рассогласования, наосциллограмме пишется пилообразнаякривая.П р и м е р. Проводят приварива. ние алюминиевой фольги 1 О толщиной 0,07 мм к плоской торцовой поверхности алюминиевого ролика 11, закрепленного неподвижно (фиг, 1), Фольга 10 прижимается к ролику 11 сферическим сварочным инструментом 4 диаметром 20 мм, Усилие сжатия составляет 8 Н, амплитуда колебаний сварочного инструмента 0,02 мм, частота колебаний 50 Гц, Процесс образования сварного соединения регистрируют с помощью самописца Н. Измеряют длительность вибрационного трения до появления пилообразного характера сигнала рассогласования, которая составляет 0,4 с, Тогда время процесса сварки составляет 0,8 с, т.е, на участке с пилообразным характером сигнала рассогласования, а общее время составляет 1,2 с. При времени сварки равном 1,2 с механическая прочность составляет 7,9 Н. При изменении режимов сварки в сторону увеличения или уменьшения от предлагаемого механическая прочность сварных соединений резко падает, Например, при 0,8 с - 5,6 Н; при 1,6 с - 7,15 Н.Использование предлагаемого способа управления процессом микросварки металлов вибротрением обеспечивает возможность устойчивой регист- . рации процесса микросварки при сварке тонкостенных деталей, при которой достигаются максимальная прочность и воспроизводимость сварных соединений.Преимущества способа заключаютсяв следующем:высокая чувствительность системырегистрации и простота измерениядлительности вибрационного трения,до появления пилообразного характера сигнала рассогласования позвоЮ ляет определять время и заканчивать процесс сварки при достижениимаксимальной прочности сварногосоединения;при разработке технологии." свар 15 ки типовых изделий путем серии пробных экспериментов можно с высокойточностью определить время сварки иавтоматизировать процесс сварки повремени, освободив от этой работы20 оператора,Формула изобретенияСпособ микросварки металлов вибротрением, при котором об образовании 25сварного соединения судят по появлению пилообразного характера сигнала рассогласования, о т л и ч а ю .щ и й с я тем, что, с целью повьппения качества сварных соединений из З 0 алюминия и меди, после появленияпилообразного характера сигнала рассогласования процесс сварки продолжают в течение времени, равного удвоениому времени, которое опреде-.35 пяют от начала сварки ьдо появлениявьппеупомянутого сигнала,1281362 Составитель 3. ХаустоваРедактор В. Иванова Техред Н.Глущенко Корректор С. Черн писное 1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Заказ 7193/9ВНИИПИ Гпо дела113035,Тираж 972 судар ственйог изобретений осква, Ж, 10 12 Фиг 2комитета СССР открытий ушская наб