Способ ультразвуковой сварки
Патент 198111
Классы МПК
Способ ультразвуковой сварки
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
l98lll
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 06.1V.1966 (№ 1066352125-27) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 09.V1.1967. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 16.VIII.1967
Кл. 49h, 35/02
МПК В 23k
УД К 621.791.16 (088.8) Комитет по делам изооретеиий и открытий при Совете Мииистрое
СССР т-1;О lv „с1луе
П 1 Т 1Ц р с 1 ту
ТтХ11И ЕдЫ iu
Авторы изобретения
1О. В. Холопов и А, М. Мицкевич
Заявитель
Акустический институт
СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ
Известен способ ультразвуковой сварки металлов с переменным усилием прижатия.
Предлагаемый способ позволяет повысить качество сварного соединения благодаря тому, что усилие прижатия в течение сварочного цикла изменяют в пределах между оптимальной величиной, равной произведению предела текучести свариваемого металла при температуре окружающей среды и площади сварочного наконечника, и одной третью оптимальной величины. Для уменьшения деформации при сварке листов усилие прижатия уменьшают от оптимальной величины до трети оптимальной величины. При сварке металлов, имеющих изоляционные покрытия, у.силие прижатия увеличивают от одной трети оптимальной величины до оптимальной величины.
На фиг. 1 показано устройство для осуществления описываемого способа; на фиг. 2 и 3— графики Л т.
Устройство содержит продольно-поперечную колебательную систему 1 для сварки, опорный стержень 2, пневмоцилиндр 8, клапан 4 с электромагнитным управлением для подачи сжатоГо воздуха, обеспечивающего прижатие опорного стержня к свариваемым деталям (показаны пунктиром) с усилием N=N»,, клапан 5 с электромагнитным управлением, обеспечивающий выпуск сжатого воздуха из пневмоцилиндра 8 до N(N,„, или же впуск воздуха в пневмоцилиндр для получения N=N, Оптимальное усилие N«, выбрано на основе исследований процесса ультразвуковой сварки, проведенных в Акустическом институте и ВНИИЭСО, и проверено при сварке меди, алюминия, цинка, технического железа и т. д.
Это усилие должно иметь величину, определяемую выражением
10 о " опт — текуч никон 1 где о„к „ — предел текучести свариваемого матернала при температуре окружающей среды;
S площадь плоского сварочного наконечника.
При сварке меди, например, это усилие (при
5„, =30 ля- ) составляет 450 кг. При Л,„, сварные соединения имеют высокую прочность
va срез. Однако в ряде случаев требуется уменьшить деформацию свариваемых листов, сохраняя высокую прочность соединения.
Для ограничения деформации в процессе сварки производятся следующие операции.
С помощью клапана 4 в пневмоцилиндр 3 подается сжатый воздух, обеспечивающий
Л =-N,„,, и включаются ультразвуковые колебания. При некотором времени т сварки, зависящем от механических свойств свариваемых
30 материалов, часть воздуха выпускается с по198111
Cram//u мощью клапана 5. Затем усилие становится меньше, чем У,„,, сварка продолжается и завершается (при т=т„) при этом пониженном усилии. Снижение усилия позволяет уменьшить деформацию свариваемых деталей и в то же время сохранить высокую прочность соединений (фиг. 2).
Как установлено, усилие должно снижаться до величины ". Кроме цикла с понижением
3 у.силия, в ряде случаев необходимо начинать сварку при N(N,„, и затем повышать усилие.
Такой цикл необходим, например, при сварке материалов, имеющих изоляционные покрытия.
Для получения качественного соединения эти покрытия в месте сварки надо разрушать. Как показывают проведе ные исследования, интенсивное разрушение покрытий происхо ит при N= ", когда интенсифицируются про3 цессы трения на свариваемых поверхностях.
После разрушения покрытий для получения прочного соединения необходимо довести усилие до У,„, и продолжать процесс сварки при таком усилии. С этой целью сжатый воздух подается на клапан 5, обеспечивается N= †"" и
3 включаются ультразвуковые колебания. Когда покрытие разрушено (время, необходимое для этого разрушения зависит от механических свойств покрытия и от характера его связи с поверхностью детали), с помощью клапана 4 обеспечивается У=У,„,, процесс сварки продолжается и завершается при этом усилии (фиг. 3).
Экспериментально установлено, что изменение усилия в пределах, не превышающих N,„„ не влияет па работу сварочной колебательной системы и, следовательно, на нормальное протекание процесса сварки при измененном усилии.
Предмет изобре",åïèÿ
1. Способ ультразвуковой сварки металлов с переменным усилием прижатия, отличагощийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, усилие прижатия в течение ."âàð0÷è0ão цикла изменяют в пределах между оптимальной величиной, равной произведению предела текучести свариваемого металла при
20 температуре окружающей среды и площади сварочного наконечника, и одной третью оптимальной ьеличины.
2. Способ по п. 1, ог гичающийся тем, что для уменьшения деформации при сварке листов усилие прижатня уменьшают от оптимальной величины до трети оптимальной величины.
3. Способ по п, 1, отлича/ои(ийся тем, что при сварке металлов, имеющих изоляционные покрытия, усилие прижатия увеличивают от одной трети оптимальной величины до оптитальной величины, 198111
Составитель Т. Олесова
Гедактор Л. М, Жаворонкова Техред А. А. Камышникова Корректоры: А. А. Король и Е. Ф. Полионова
Заказ 2626/16 Тираж 535 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д, 4
Типография, пр. Сапунова, 2