Устройство для контроля качествасварного соединения при сваркедавлением

Устройство для контроля качествасварного соединения при сваркедавлением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

ASTOPCKOhAY CSHPETEBbCTBf

Союз Советских

Социапистическма

Республик !

titi841862 (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 14.09.79 (2)) 2820564/25-27 (51 ) М. Кл. с присоелинением заявки ¹

В 23 К 11/24

В 23 К 20/10

Государстввииый комитет (23 } Приоритет

Опублнковано30.06.81. Бюллетень ¹ 24 по делан изобретений и открытий (53) УДК 621.791. . 16 037 (088 8) Дата опубликования описания 30,06, 81 (72) Авторы изобретения

В.Н.Акимов и А.П.Рыдзевскии (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПРИ СВАРКЕ

ДАВЛЕНИЕМ

Устройство относится к сборке изделий микроэлектроники и может быть использовано при производстве полупроводниковых приборов и интегральных микросхем.

Известно устройство для контроля качества соединений при сварке давлением, содержащее сварочный трансформатор, в цепь вторичной обмотки которого подключен тиристор и дозировщик, а также последовательно соединенные датчик ускорения осадки, закрепленный на подвижном электроде, усилитель, сравнивающее устройство, формирователь, выход которого подключен к управляющему электроду тиристора. В известном устройстве управление процессом сварки происходит по ускорению осадки подвижного электрода. При достижении ускорением заданного значения тиристор закорачивает вторичную обмотку сварочного трансформатора, и процесс сварки прекращается (1).

Недостатком известного устройства является то, что оно не может гарантировать высокого качества присоединения, так как при изменении геометрических размеров и свойств свариваемых элементов (микротвердости, химического состава и т.д.), а также условий подготовки поверхностей под сварку (наличие окисных, адсорбированных, жировых пленок и т.д.) нето обходимо систематически подстраивать уровень срабатывания порогового устройства, в противном случае прочность соединений будет изменяться в широких пределах.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, включающее механизм нагружения, выполненный в виде рычага С подвижным грузом, сумматор, последовательно соединенные датчик ускорения сварочной головки, закрепленный на рычаге механизма погружения, измерительный усилитель и последовательно соединенные пиковый

841862

25

3 детектор, делитель напряжения, компаратор, формирователь и привод Отвода сварочной головки, ждуший мультивибратор, подключенный входом к выходу компаратора и входу формирова-

5 теля, а выходом — ко входу пикового детектора j2).

Цель изобретения — повьппение качества сварных соединений, Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены операционный усилитель и инвертирующий каскад, при этом в цепь отрицательной обратной связи операционного усилителя включен реостатный датчик, закрепленный на рычаге механизма нагружения, а выход инвертирующего каскада соединен со входом сумматора, выход которого подключен ко второму входу пикового детектора и второму входу компаратора, вход инвертирующего каскада соединен с выходом измерительного усилителя, а выход операционного усилителя подключен ко второму входу сумматора.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — кривые, поясняющие зависимость прочности соединений на отрыв и силы сопротивления деформации про- 5П водника от времени сваркй.

Устройство состоит из механизма нагружения, выполненного в виде рычага 1 с подвижным грузом 2, операционного усилителя 3 с опорным на- з5 пряжением на входе, в цепь отрицательной обратной связи которого включен реостатный датчик 4, закрепленный на рычаге 1 механизма нагружения, причем контактный ползунок реостатного датчика 4 жестко связан с подвижным грузом 2 механизма нагружения последовательно соединенных датчика

5 ускорения, закрепленного йа рычаге

1 механизма нагружения, измерительного45 усилителя 6 инвертирующего каскада 7, сумматора 8, второй вход которого соединен с выходом операционного усилителя 3, пикового детектора 9, делителя

10 напряжения, компаратора 11, вторым 50 входом подключенного к входу пикового детектора 9 и выходу сумматора 8, формирователя 12, электромагнита 13 отвода сварочной головки, ждущего мультивибратора 14, входом соединенного 55 с выходом компаратора 11 и входом формирователя 12, а выхЬдом — Co вторым входом пикового детектора .9 °

Работа устройства основана на измерении максимального значения силы coi противления деформации проводника и отключении процесса при достижении силой сопротивления деформации определенного значения по отношению к максимальному. В общем случае сила сопротивления деформации определяется из формулы

F =Р-F =ш (q-a); сд, ин. где P — нагрузка на сварочный наконечник;

F„„ — сила инерции;

" ускорение силы тяжести; а — ускорение осадки привариваемого прбводника.

Поэтому в устройстве предусмотрено измерение ускорения а осадки сварочного наконечника, вычисление силы сопротивления деформации проводника по формуле и сравнение максимального значения силы сопротивления деформации проводника F с его последующим изменением.

Работа устройства происходит следующим образом.

Перед началом процесса сварки устанавливается оптимальная нагрузка на свариваемые детали путем перемещения груза 2 по рычагу 1, при этом перемещается и контактный ползунок реостатного датчика 4, а на выходе операционного усилителя появляется напряжение равное U р/!2

Ф он которое подается на вход сумматора

8, где 0 „- опорное напряжение на входе операционного усилителя 3;

R> — сопротивление реостатного датчика 4; R — сопротивление на входе операционного усилителя 4. После начала процесса сварки свариваемые элементы деформируются, при этом рычаг опускается с ускорением а, которое фиксируется датчиком ускоре ния 5. Сигнал с датчика 5 ускорения усиливается измерительным усилителем 6, и так как в формуле перед членом, содержащим ускорение, стоит знак минус, инвертируется инвертируюшдм каскадом 7. Преобразованный таким образом сигнал поступает на второй вход сумматора 8, где происходит операция вычитания сигнала с выхода операционного усилителя 3 от сигнала с выхода иквертирующего каскада

7. Таким образом, на выходе сумматора 8 сформирован сигнал, пропорФормула изобретения

Устройство для контроля качества сварного соединения при сварке давлением, включающее механизм погружения, выполненный в виде рычага с подвижным грузом сумматор, последовательно соединенные датчик ускорения сварочной головки, закрепленный на рычаге механизма нагружения, измерительный усилитель и последовательно соединенные пиковый детектор, делитель напряжения, компаратор, формирователь и привод отвода сварочной головки, ждущий мультивибратор, подключенный входом к выходу компаратора и входу формирователя, а выходом — ко входу пикового детектора, о т л- и ч а ю щ е е с я тем, ч то, с целью повышения качества сварногс соединения, в устройство введены операционный усилитель и инвертирующий каскад, при этом в цепь отрицательной обратной связи операцион- ного усилителя включен реостатный датчик, закрепленный на рычаге механизма нагружения, а выход инвертирующего каскада соединен со входом сумматора, выход которого подключен ко второму входу пикового детектора и второму входу компаратора, вход инвертирующего каскада соединен с выходом измерительного усилителя, а выход операционного усилителя подключен ко второму входу сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Миронов Л.Г., Виноградов Г.В., Феногенов- В.M., Латышев А.М. Управление контактной сваркой Т-образных. соединений. — "Автоматическая сварка"

1977, У 1, с. 71.

2. Заявка Ф 2593430/25-27, 21.03.78, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

S 84186 циональный силе сопротивления дефор-, мации проводника F . Величина опорного напряжения о выбирается таким он образом, чтобы прй максимальной нагрузке на свариваемые детали выпол5 нялось условие

Rp/Ð он где К вЂ” коэффициент усиления усили-— теля 6;

10 о — чувствительность датчика 5 ускорения.

Смысл этого условия заключается в том, что в случае свободного падения рычага 1 на,выходе сумматора 8 сигнал отсутствует, т.е. сила сопротивления деформации равна нулю, тогда при деформировании проводника на вьйоде сумматора всегда присутствует только положительный сигнал, ко" торый служит для контроля качества сварных соединений.

Отключение процесса сварки в момент достижения силой сопротивления деформации проводника Г g оптимально- 25 го значения по отношению к максимальному происходит следующим образом.

Сигнал с выхода сумматора 8 подается на вход пикового детектора 9, где происходит запоминание максималь- З0 ного значения этого сигнала, пропорционаЛьного максимальной силе сопротивления одноосной деформации проводника, затем сигнал с выхода пикового детектора 9 делится делителем 10 в отношении, определяющем оптимальное значение силы сопротивления одноосной опт деформации проводника F + по отношению к ее максимальному значению (фиг. 2). Преобразованный таким 40

1Tl образом сигнал поступает на вход компаратора 11, на второй вход которого приходит сигнал с выхода сумматора 8. Таким образом, в момент t когда сила сопротивления одноосной 45 деформации проводника достигает оптимального значения Г, сигналы опт на обоих входах компаратора 11 сравниваются и последний отрабатывает сигнал на сброс пикового детектора. 50

9 через ждущий мультивибратор 14 и

2 6 на формирователь 12, формирующий сигнал на электромагнит 13, который поднимает рычаг 1 и прекращает процесс сварки.

841862 п7 бтра

Составитель В.Катин

Редактор К.Лембак Техред А. Савка Корректор Н.Швыдкая

Заказ 4948 13 Тираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4