Устройство для ультразвуковой сварки

 

Сан3з Советских

Социалистических

Реслублин

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 583894 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.03.76 (21) 2340546)25-27 с присоединением заявки М— (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.77. Б1«ллетснь ¹ 46 (45) Дата опубликования описания 19.12.77 (51) М, Кч 2 В 23К 19/04

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изеоретений н открытий (53) УДК 621.791.16.03 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. А. Довнар, А. М. Григорьев и И. П. Янович (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к области обработ ки металлов давлением с ультразвуком и мо жет найти применение при ультразвуковой сварке изделий, Известно устройство для ультразвуковой сварки, содержащее преобразователь, волно вод и закрепленный в его пучности колебаний инструмент резонансной длины с рабочим торцом.

Известное устройство позволяет осуществить сварку с введением в зону сварки коле. баний амплитуды смещения V, т. е. с разме. щением зоны сварки в пучности колебаний инструмента.

Недостатком устройства является отсутствие амплитуды давления P на торце сварочного инструмента, которая определяет мощность колебаний, вводимых в зону сварки: W=P V.

Наряду с этим известное устройство не обеспечивает резонансный режим работы в широком диапазоне нагрузок.

Наиболее близким к описываемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство, содер.кащее преобразователь, волновод и инструмент, выполненный в виде пересекающихся отростков, одни концы которых закреплены в пучностях волновода, а в точке пересечения других размещен рабочий наконечник. Однако в ультразвуковых колебаниях, выделяющихся на рабочем торце инструмента, независимо от вида колебаний (продольные, нзгионыс), прсобладают амплитуды давления Р, поскольку при нагружении в системс образуется бегущая волна и колебания с составляющей амплитуды смещения 1 незначительны нли совсем «тсутствуют. Поэт«му, несмотря на сл«жный вид колебаний на рабочем торце, выделяемая на нем мощность будет недостаточной для

10 обеспечения стабильного качества сварных с«единений.

Для HQI3HIIIIc130ÿ стабильности качсстш1 сварных соединений в предлагаемом устройстве отростки выполнены в виде пары пл«с15 кпх пружин С-образной формы, расположенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, прп этом пересечение упомянутых пружин p3cH01«HicHo 13 %31с распрост(1а11я1«шихся в одной из них колсбан1 и. и 13 пучно20 стп распростран1я1ощихся в другой коле«аний.

На фиг. 1 изображено описываемое устройство; на фиг. 2 — характер распределения ул1,тразвуковых во IH в инструменте.

Устройство для ультразвуковой c13;lpHII с«25 стоит из преобразователя 1, соединснп«1«с волноводом 2 и закрепленного в его пучиостн колебаний инструмента 3 pcsoHHI1сной z,nHHII. выполненного ь виде пары плоских пружин

С-образной формы, расположенных в двух

30 взаимно перпендикулярных плоскостях. В пс583894 ресечении пружин закреплен рабочий наконечник 4. Сварку алюминиевых полос 5 ведут на опоре 6.

Устройство работает следующим образом.

Ультразвуковые колебания возбужда|отся от генератора в преобразователе 1 и распространяются через волновод 2 в инструменте 3.

Инструмент крепят в волноводе, например, пайкой, в пучности колебаний. Длины отростков плоских пружин в направлении осей Х и

Y выбирают таким образом, чтобы в точке их пересечения на рабочем наконечнике 4 размещались узел и пучность колебаний. Такая геометрическая форма инструмента позволяет вводить в зону сварки одновременно колебания с присутствием амплитуды давления и смещения. С-образная форма отростков плос ких пружин, закрепленных на торце волново да, обеспечивает работу системы в широком диапазоне нагрузок.

Присутствие двух составляющих амплиту ды смещения V и амплитуды давления Р в описываемом устройстве существенно отлнча ет его от известного устройства, в котором в зоне сварки располо>копы только амплн гуды смещений. Поэтому выделяемая акустическая энергия на рабочем наконечнике инструмента в описываемом устройстве, по сравнению с известным, в своем количественном и качественном отношениях будет значительно выше.

Пример конкретного исполнения. Сварить две полоски алюминиевой ленты, толщиной

0,55 мм, на частоте бб кгц с использованием инструмента из стали 60 С2Л, сечением 8

2 мм, с применением продольных колебаний.

5 Из прокатанной стали бОС 2А вырезаем ин; струмент в виде креста с длиной отростков вдоль оси Х, равной 18 и 54 мм, а вдоль оси

Y — по 36 мм от точки пересечения осей креста, Отростки изгибают в виде С-образной

10 формы и припаивают припоем ПсР-40 в пучности колебаний волновода. Рабочий наконечник вкручивают (или припаивают) в точке пересечения осей креста.

Формула изобретения

Устройство для ультразвуковой сварки, содержащее преобразователь, волновод и инструмент, выполненный в виде пересекающих20 ся отростков, одни концы которых закреплены в нучности волновода, а в точке пересечспия других размещен рабочий наконечник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, гго, с целью повышспия стабильности качества сварных сосднне25 ний, отростки выполнены в виде пары плоских пружин С-образной формы, располо>кенных в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, при этом пересечение упомянутых пружин расположено в узле распространяю30 щихся в одной из них колебаний, и в пучности распространяющихся в другой колебаний.

583894

Составитель Н. Тютченкова

Техред Н. Рыбкина

Корректор Е, Хмелева

Редактор И. Марголис

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2705/10 Изд. К 994 Тираж 1207

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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