Устройство для ультразвуковой сварки

(5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАР явля креп бово ж луп ных Так Изобретение относится к оборудованию ультразвуковой сварки УЗС) металлов и может быть использовано в электротехнической, радиотехнической, радиоэлектронной и других отраслях промыщленности при получении одноточечных и многоточечных нахлесточ-. ных соединений.Известно устройство для УЗС металлов, в котором все элементы акусти" ческой сварочной системы: электромеханический преобразователь, концентратор, волновод и наконечник жестко соединены друг с другом посредством пайки твердыми припоями Я .При этом для замены наконечника необходимо демонтировать всю сварочную систему и припаять новый наконеч" ник. Частое повторение этой операции30 приводит к растрескиванию торца концентратора и выходу его из строя.Известно также устройство для :УЗС, состоящее иэ электромеханического преобразователя, концентратора, сварочного волновода и сменного резьбового рабочего наконечника 23.Недостатком такого устройствается то, что при выполнении для ления съемного наконечника резьго отверстия в торце сварочного волновода, совераающего изгибные колебания, возможно возникновение продольных колебаний, направленных по нормали к плоскости соединения свариваемых деталей, которые снижают КПД ультразвуковой сварочной системы, производительность труда и долговечность сварочных наконечников.При изгибе сварочного волновода в первый полупериод колебаний нару ная поверхность его относительно места ввода колебаний от концентратора будет испытывать растяжение, а внутренняя - сжатие. В следующий поериод напряжение на противоположповерхностях изменит свой знак.ое циклическое изменение напряженЬапер 3 90303ного состояния вызывает поворот сечений, перпендикулярных к оси сварочно-.го волновода, и обусловливает появление колебательных смещений, направленных по нормали к плоскостисварного соединения.При выполнении в рабочем торцесварочного волновода реэьбового от"верстия уменьшается площадь его поперечного сечения и снижается волнОвое сопротивление продольным колебаниям, что вызывает увеличение ихамплитуды. Таким образом, волноводс резьбовым отверстием выполняетФункцию ступенчатого концентратора. 1%Продольная составляющая колебательныхсмещений снижает энергию тангенциальных колебаний, необходимых для образования сварного соединения, и вызывает дополнительный разогрев наконец- щника, уменьшающий его долговечность,удлиняет цикл сварки и снижает прочностные показатели сварных соединений.Целью. изобретения является увеличение производительности труда,улучшение качества сварных соединений иповышение срока службы съемных сварочных наконечников за счет увеличенияжесткости волновода.Цель достигается тем, что в известном устройстве торец сварочноговолновода выполнен в виде тавра,полка которого перпендикулярна к.направлению .колебаний выходного торцаконцентратора, при этом размеры тавра. ссв1(Х РР40Ава ,где 0 - ширина полки тавра;Йсв - диаметр основной частиволновода;45Й - диаметр резьбового отверстия для сменного наконечника;Ь - длина полки тавра;а - ширина полки тавра;50Веер - радиус перехода от полкик волноводу.На фиг. 1 изображено устройстводля УЗС; на фиг. 2 - рабочий наконечник, разрез; на фиг, 3 - то же,вид и-сверху.Устройство состоит иэ привода,1сварочного давления, электромехани 0 фческого преобразователя 2, соединенного через концентратор 3 со сварочным волноводом 4, торец которого дляувеличения жесткости и сохраненияволнового сопротивления выполнен ввиде тавра, и сменного реэьбового рабочего наконечника 5.Устройство работает следующимобразом.С включением привода 1 к деталямприкладывается сварочное усилие сжатия. Механические колебания, возникшие в преобразователе 2, усиливаются в концентраторе 3 и через волновод М и наконечник 5 передаютсяв зону сварки. Благодаря развитомупоперечному сечению торца волновода1 его волновое сопротивление продольным колебаниям сохраняется на уровнецелого (без отверстий) металлическогостержня, вследствие чего амплитудапродольной составляющей колебательныхсмещений не возрастает. Для ликвидаций концентрации напряжений имеется плавный переход от основногосечения волновода к увеличенному.Размеры тавра выбраны из следующихсоотношений:фф ев 4,ф фсвдева кдЮане Эгде 0 - ширина полки тавра;Йсв - диаметр основной частиволновода;Й - диаметр резьбового отверстия для менного наконечника;- радиус перехода от полки к волноводу.Таким образом, на свариваемые детали действует только тангенциальнаясоставляющая механических колебаний,вызывающая взаимные перемещения исхватывание деталей, т.е. потериэнергии на продольные колебания значительно уменьшаются и сокращаетсявремя, необходимое для получениякачественного сварного соединения.Амплитуда продольных колебанийв этом случае минимальна (Омкм),что снимает с наконечника ударнуюнагрузку, вызывающую его дополнительный разогрев и повышенный износ.формула изобретения Устройство для ультразвуковойсварки, содержащее электромеханический преобразователь, концентратор,сварочный волновод и сменный резьбовой рабочий наконечник, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения качества сварных соединений, увеличения производительноститруда и долговечности сменных наконечников за счет увеличения жесткостиволновода, торец сварочного волноводавыполнен в виде тавра, полка которого,перпендикулярна к направлению колебаний выходного торца концентратора, при этом размеры тавра выбраныиз следующих соотношений:О дев ф А,фсв,4 св еюфяВ- ширина полки тавра; - диаметр основной частиволновода;- диаметр резьбового отверстия для сменного наконечника;длина полки тавра; - толщина полки тавра; - радиус перехода от полкик волноводу. Ь а пар Источники информации,принятые во внимание при экспертизе2. Коренев В.Д. и др. Опыт применения УЗС при изготовлении электролитических конденсаторов - "Сварочное производство", 11 5, 1973, с. 40. 1а1. Силин Л.Л. и др. Ультразвуковая сварка М., 1962, с. 9-23ФигЗ Составитель Н. ТютченковаТехред И. Надь Корректо Редактор Грицен ородкина 12523/18 Тираж 1150 ПодписноИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий35, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ а филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна