Способ ультразвуковой сварки

Способ ультразвуковой сварки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиия

Социалистических

Республик

"" 872122 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (5I)M. Кл.

B 23 К 20/10 (22) Заявлено 28,08.79(2l ) 2825498/25 27 с присоединением заявки М (23) Приоритет

3ЪвудврстааеыИ комитет

СССР

Io делам иаебретеник и еткрытвй

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень J4 38

Дата опубликования описания 17. 10.81 (53) УДК 621.791. .16 (088.8) С. А. Довнар, А. М. Григорьев, B. А. Зенькович ф„П. Рыдзевский и H. П, Янович (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при пайке и сварке, например, полупроводниковых, приборов и интегральных схем.

Известен способ ультразвуковой сварки с введением в очаг деформации переменной амплитуды колебаний с нарастанием ее до максимального значения и автоматическим поддержанием частоты и последукяпим спадом fig

Однако он не обеспечивает достаточной стабильности качества соединений из-аа отсутствия широко диапазонного введения частоты колебаний в зону сварки и воэможности модуляции частоты непосредственно ивструментом для расщирения технологических возможностей по выбору оптимального режима сварки..

Известен также способ ультразвуковой

20 сварки, включакяций введение через инструмент в очаг деформации колебаний с модуляцией частоты (2).

Известный способ обеспечивает повышение качества сварных соединений, но обладает ограниченной возможностью изменения диапазона частот модуляции, подаваемых на сварочный инструмент от блоксхемы модуляции генератора. Изменение частоты колебаний, проходящих через волновод и концентратор, искажает собственные резонансные колебанйя в Материале механической части системы и приводит к снижению интенсивности распространяющихся колебаний. Вынужденное изменение частоты. колебаний в материале резонансной длины не обеспечивается изменяемой длиной жщноводных элементов. Помимо этих недостатков модуляция частоты генератором приводит к изменению частоты колебаний и амплитудно-частотной характеристики инструмента только в направлении оси волновода и не исключает эллипсовидной формы соединения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ ультразвуковой сварки, вклю30

Удар по инструменту может быть осуществлен с кручеником, т.е. можно ударом получить не только изгибные, но и продольные, и крутильные колебания. В отличие от создания в инструменте вынужденных вибраций, придание ему собственных

45 колебаний обеспечивает волновой характер их распространения в материале инструмента в диапазоне частот звукового спектра.

Это приводит к работе инструмента в волновом режиме и в шумовом спектре частбт синусоидального характера, который с течением времени обладает уменьшением амплитуды и частоты колебаний. Такое распрос транение колебаний в амплитуде обеспечивает изменяющуюся величину их модуляции по амплитуде и частоте в различные моменты включения ультразвуковых колебаний и позволяет, таким образом-, з 872 чающий введение в очаг деформации ультразвуковых колебаний и звуковых колебаний, возбуждаемых в ненагруженной части инструмента (3 f.

Целью изобретения является повышение качества сварных соединений за счет упро щения поиска оптимального режима.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу ультразвуковой сварки, звуковые колебания вводят в виде о свободных изгибных колебаний.

С целью повышения равномерности сварного соединения свободные изгибные колебания возбуждают в направлении наименьшей амплитуды колебаний рабочего торца инструмента.

На чертеже дано устройство для реализации способа.

Ультразвуковые колебания от,преобразователя l через валновод 2 передаются го на инструмент 3. Привод 4 вращения, например электродвигатель ЙПН 30, вращает ось 5, на которой размещена плоская пружина 6 с ограничителем 7 жесткости, установленным в корпусе 8.

Способ осуществляется следующим образом.

Инструмент 3 погружают на свариваемые детали и ударной нагрузкой через пружину 6 возбуждают в инструменте (no принципу камертона) свободные изгибные колебания звукового спектра частот. Затем в определенный промежуток времени звучения инструмента подают на него ультразвуковые коле6ания. Изменением усилия удара пружины или выбором 35 материала инструмента в нем возбуждают собственные изгибные колебания звуковой частрты с различным декрементом затухания и интенсивностью колебаний.

l22 Д упростить выбор режима сварки. Способ позволяет вводить в зону сварки одновременно колебания резонансной основной частоты и колебания в диапазоне шумового спектра. Кроме того, создание изменяющегося напря женнодеформированного состояния материала при его изгибе от ударного импульсного нагружения вызывает в зонах изгиба изменение плотности материала и скорости, распространения звука, что приводит к изменению частоты колебаний основного ультразвукового воздействия. Следовательно, на рабочем торце инструмента в процессе сварки выделяются колебания шумового звукового спектра с различной частотой и амплитудой, модулированной во времени, и модулированные ультразвуковые колебания основной частоты. Это позволяет усилить сигналы эмиссии при деформации соединенных материалов, интенсифицировать процессы ломки окисных пленок на основной частоте и исключить после схватывания материалов за счет плавного уменьшения частоты и амплитуды колебаний разрушение сварного соединения. Способ исключает электронные блок-схемы модуляции, а также позволяет исключить эллипсовидную форму деформированного соединения и приблизить ее к кругу. Это достигается изгибом инструмента в плоскости, перпендикулярной оси волновода и обеспечивает в этом направлении оптимальные условия для интенсификации процесса.

Кроме того, в предложенном способе с уменьшением амплитуды свободных колебаний возрастает добротность инструмента, т.е. его чувствительность. Это особенно важно в момент регистрации завершения процесса сварки, чтобы вовремя прекратить ввод основной ультразвуковой энергии.

Формула изобретения

1. Способ ультразвуковой сварки, включающий введение Р очаг деформации ультразвуковых колебаний и одновременно звуковых колебаний, возбуждаемых в ненагруженной части инструмента, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварных соединений за счет упрощения поиска оптимального режима, звуковые колебании вводят в виде свободных изгибных колебаний.

2. Способ по п. l, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения равномерности сварного соединения, сво«

5 бодные изгибные колебашы возбуждают в направлении наименьшей амплитуды колебаний рабочего торна инструмента.

Источники иж(юрм&диие принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

% 365224, кл. В 23 К 1 9/04, 25.1 1.71.

872122

3. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2772412/25 27, кл. В 23 К 20/10, 1979.

2. Колешко В. М. Ул ьтразвуковая микросварка, Минск, "Наука и техника, 1977, с. 154, 240-241.

Составитель Н. Тютченкова

Редактор. Е. Дорошенко Техред А.Бабинец Корректор .М. Шароши

Заказ 8891/19 Тираж 1151 Подписное

ВННН Н Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4