Устройство для ультрозвуковой сварки

Устройство для ультрозвуковой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((((510338

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.11.74 (21) 2073908/27 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.76. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 02.06.76 (51) М Кл з В 23К 19/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.791.16.03 (088.8) (72) Автор изобретения

А. М. Григорьев

Физико-технический институт АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к области ультразвуковой сварки.

Известно устройство для ультразвуковой сварки, содержащее преобразователь с присоединенными к нему трансформаторами, загнутыми один навстречу другому, причем торцы трансформаторов смещены один относительно другого и связаны с инструментом.

В известном устройстве увеличение амплитуды колебаний путем повышения подводимой к преобразователю мощности приводит к потерям на внутреннее трение, увеличивает разогрев преобразователя, уменьшает добротность ультразвуковой системы и вызывает возникновение паразитных колебаний. Увеличение амплитуды колебаний за счет коэффициента усиления трансформаторов ограничивает величину нагружения системы.

Все это ограничивает технологические возможности ультразвуковых систем и ухудшает воспроизводимость качества сварных соединений.

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений и уменьшение энергоемкости процесса сварки.

Для этого в предлагаемом устройстве инструмент установлен в плоскости трансформаторов, торцы которых смещены вдоль оси инструмента на расстояние, кратное четверти длиFIb(волны изгибных колебаний.

На чертеже показана конструкция двухсторонней колебательной системы, состоящей из

С-образных трансформаторов 1 и 2, преобразователя 3 и инструмента 4.

5 Инструмент 4 закреплен в трансформаторЕ

1 в узле или пучности (в зависимости от конструкции крепления) распространяющейся в нем изгибной волны, которая возбуждается от преобразователя 3 через трансформатор, 10 Трансформаторы выполнены так, что сходящиеся торцы смещены один относительно другого вдоль оси инструмента на расстояние, кратное четверти длины волны изгибных колебаний, изменяющееся по закону арифметиче15 ской прогрессии с первым членом, равным четверти длины изгибной волны и разностью прогрессии — полволны.

Работа устройства заключается в следую20 щем. Ультразвуковые колебания от преобразователя 3 передаются через трансформатор 1 и

2 на инструмент 4 на одной частоте, но в противофазах. Трансформатор 2 не вносит расстройки в ультразвуковую систему вследствие

25 точечного крепления инструмента в узле изгибной волны. Трансформатор 2 может быть выполнен одноторцовым или двухторцовым с точечным контактом, например в виде вилки, расстояние между торцами которой кратно

ЗО четверти длины изгибной волны.

510338

Формула изобретения

Составитель Е. Тютченкова

Техред M. Семенов

Корректор А. Галахова

Редактор Л. Василькова

Заказ 1151/7 Изд. Ме 1257 Тираж 1178 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

После включения устройства амплитуда колебаний на рабочем торце инструмента увеличивается по принципу рычага, в котором ось расположена в трансформаторе 1, а перемещение осуществляется за счет амплитуды колебаний на торце трансформатора 2. Причем, чем больше величина смещения волноводов вдоль оси инструмента, тем меньше увеличение амплитуды.

Во время рабочего цикла в инструменте возбуждаются на одной частоте два вида изгибных волн, один из которых распространяется в резонансной длине инструмента с амплитудой Аизг, а другой по принципу рычага заставляет перемещаться торец инструмента путем механического изгиба его оси в точке соединения с трансформатором 2. Таким образом, явление совпадения ультразвуковых и механических колебаний создает эффект резонанса.

Общая величина амплитуды А складывается

: из амплитуды изгибных колебаний в резонансной длине инструмента и амплитуды изгиба от механических колебаний трансформатора 2.

Если инструмент крепится в трансформаторе 1 в пучности колебаний изгибной волны, а трансформатор 2 в первой узловой зоне, то, например, для микросварки с частотой 60 кгц, длиной вылета нижней части сварочного инструмента 10 мм, длиной изгибной волны 9 мм и амплитудой изгибных колебаний 4 мкм, пол5 ная амплитуда колебаний на рабочем торце при мощности 3 вт составит =20 мкм.

Таким образом устройство при меньшей мощности позволяет значительно увеличить амплитуду колебаний и повысить качество

10 сварных соединений.

Устройство для ультразвуковой сварки, со15 держащее преобразователь с присоединенными к нему трансформаторами, загнутыми один навстречу другому, причем торцы трансформаторов смещены один относительно другого и связаны с инструментом, о т л.и ч а ю щ е е с я

20 тем, что, с целью повышения качества сварных соединений и уменьшения энергоемкости процесса сварки, инструмент установлен в плоскости трансформаторов, торцы которых смещены вдоль оси инструмента на расстояние, 25 кратное четверти длины волны изгибных колебаний.