Способ сварки металлической фольги и устройство для его осуществления

ультрВысшая КОЙСУЩЕСТВиспользоар и Цельства и единя евергают ния с сибы фазы ты на.п,Г% а фиг,1 предсгавлендля осуществления хема устр соба; наермостато т можетя тонаний,г,2 - схем преобразов оединения оедине образ е елем; на фиг,3окусирующих отвер сположения е ример,полупро в матрице,Способ вкл ции: подогрев металлической с другом, виб водниера сло чает следующиесвариваемых дву фольги, их с ация с синус повьппеяе жатие дру оидал ьным одител с ьги,ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт физики АН Лит(54) СПОСОБ СВАРКИ МЕТАЛЛИЧФОЛЬГИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГОЛЕНИЯ(57) Изобретение может бытьвано при производстве термополупроводниковых приборовизобретения - повьппение качпроизводительности сварки,мые фольги подогревают и повибрации в направлении движнусоидальным переносом, чтколебаний фольг были сдвину Изобретение относится к облсварки металлических изделий и быть и спольз о в ано для кослойных металлически в частности фольги, на производства термопа ковых приборов и т,пЦелью изобретения ние качества и произ сварки металлической О, 5445 ЗВ Одновременно на фольги воздействуютлазерным излучением, сфокусированньв шахматном порядке на поверхностифольг без перекрытия зон излученияна двух противоположных поверхностях,Сила ультразвукового воздействияпрямо пропорциональна удельному весу.материала фольги, толщине фольги состороны ввода ультразвука и коэффициенту проницаемости ультразвука, Этопозволяет избежать возникновения дефектов в сварном швр и снизить остаточные деформации в соединении, Устройство для осуществления способа содержит четыре термостата в виде вращающихся цилиндров, соединенных попарно и расположенных друг против друга,Термостаты подпружинены и соединеныс преобразователем колебаний, Междутермостатами друг против друга расположены пьезокерамические матрицы, Вматрицах выполнены конусные отверстиядля фокусировки лазерного излучения,причем отверстия в противоположныхматрицах не перекрываются и обеспечивают облучение Фольги по всей ее площади, 2 с,п,ф-лы, 3 ил, 1544538перекосом, воздействующая на металлиЧескую фольгу вдоль направления еедвижения, причем синусоиды воздействия на свариваемые противоположныеобразцы фольги сдвинуты через ивоздействие лазерным излучением сфокусированным шахматно на поверхностьфольги; воздействие на свариваемуюфольгу в противоположных направлениях, перпендикулярно направлению еевижения, ультразвуком, сила которогорямо пропорциональна удельному весуМатериала фольги, тОлщина слоя фольги.Со стороны его воздействия и коэффициенту проницаемости ультразвука вэтой среде,Таким образом свариваемые листыфольги подвергаются втиранию" другв друга, при помощи вибродеформаций, 20Это способствует созданию более эластичных и однородных сварных соединений, так как при указанном вибровоздействии удаляются неоднородности вкристаллическом строении шва и удаляются остаточные деформации,П р и м е р, Свариваемый материалПолосная медная фольга толщиной0,1 мм частота вибраций виброблоков5:1000 Гц, температура термостатов500 С, скорость движения ленты(,1 м/с, частота вибрации матрицы100 кГц, источник излучения - СО лазер мощностью 0,25 КВт,Прочностные характеристики шва поСравнению с характеристиками однородной медной полосы толщиной 0,2 мм:испытания на растяжение 100 ; испытание на изгиб 93-95 испытание навращение 98-100 , 40Устройство содержит корпус 1, вращающиеся термостаты 2 с пружинами 3,соединенные между собой держателями 4, подключенными к преобразователям 5, пьезокерамическую матрицу 6 45с отверстиями 7 (фиг,3), между кото.рой находятся свариваемые образцы 8и 9 фольги,и оптический квантовый генератор (ОКГ) 10Устройство работает следующим образом,Образцы 8 и 9 фольги помещаютсямежду вращающимися термостатами 2 исжимаются между собой, так как термостаты 2 установлены на пружинах 3,опираюшихся на корпус 1При этомфольга нагревается, что исключаетрезкий перепад температуры при сварке, разрушающий однородность свариваемых о бр азцов, В моме нт нахожденияфольги между попарно соединеннымирасположенными напротив друг другатермостатами происходит ее синусоидальный перекос, Преобразователи 5установлены на держателях 4 такимобразом, что горизонтально и вертикально соседние преобразователи 5вибрируют фазой, сдвинутой ло отношению друг к другу через я , а преобразователи 5, соседние по диагонали, вибрируют с аналогичной фазой,Для осуществления непосредственнофункюии сварки сжатые между собойлисты 8 и 9 свариваемой фольги проходят через матрицу 6 с отверстиями 7,через которые происходит лазерноетермовоздействие на свариваемую фольгу посредством ОКГ 10, Так как отверстия 7 в одной стороне матрицы брасположены в шахматном порядке ине совпадают с отверстиямив другоч стороне матрицы 6, то при лазерном воздействии на фольгу происходитразмягчение ее материала таким образом, что каждая размягченная эона находится напротив зоны, сохранившейпрежние твердостные характеристики,Поэтому при вибрации матрицы 6 генерируется ультразвук и происходитстолкновение" размягченной лазернымлучом зоны фольги с зоной, неподвергшейся лазерному термовоздействию,что способствует повышению адгезииматериалов свариваемых листов фольгидруг в друга, Так как фольга во время процесса сварки движется, то аналогичным образом воздействуют на новые и новые локальные ее зоны, покався площадь касания двух листов фольги не окажется сваренной, Для обеспечения однородности адгезии свариваемых материалов друг в друга сила генерируемого пьезокерамической матрицей 6 ультразвука прямо пропорциональна удельному весу материала фольги,толщине слоя фольги со стороны еговоздействия и коэффициенту проницаемости ультразвука в магериале фольги,Изобретение позволяет проводитьсварку металлической фольги толщинойменьше 0,5 мм, повышает прочность шва,скорость сварки в 7-9 раз,Формула изобретения1Способ сварки металлической фольги, при котором соединяемые фольги сжимают в сварочном инструменте,воздействуют ультразвуковыми колебаниями со стороны одной из фольг с одновременным перемещением фольг отно 5сительно сварочного инструмента,отличающийся тем, что, сцелью повышения качества и производительности сварки, воздействие ультразвуковыми колебаниями для образованиясварного соединения осуществляют состороны обеих фольг с подогревомфольг и с колебаниями фольг вдоль направления их.движения со смещениемфаз колебаний противоположных фольгна 7 , причем перед сваркой на фольгивоздействуют лазерным излучением, сфокусированным в шахматном .порядке наповерхности фольги,2, Устройство для сварки металлической фольги, содержащее генератор ультразвуковых колебаний, первые пре. образователь и сварочный инструмент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества и производительности сварки, установка снабжена вторыми преобразователеми сварочным инструментом, расположенными напротив первых преобразователя и инстру-, мента, сварочные инструменты выполне ны в виде соединенных попарно подпружиненных, вращающихся цилиндрических термостатов, а между термостатами расположены пьезокерамические матрицы, в которых выполнены конуснообразные отверстия со смещением осей отверстий одна относительно другой.,Патаи ктор А,Ш Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Узгород, ул. Гага Заказ 458 Тираж НИИПИ Государственного комитет113035, Иосква,31 Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 35, Раушская наб., д. 4/5