Инструмент для ультразвуковой сварки

 

4 Хщу-. Со

О П И "":Ц.-=Н, И 3 О Б Р Е Т Е Н и я

Сеюз Советсимк

Социалистических

Рес уб (ll) 622605

Ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) заявлено OL1Ъ76(Я) 2424654/25-27 (5I) М, Кл. с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 050978. Бюллетень ph 33 (45) Дата опубликования описания 20() 778

Госуаарствениый комитет

Совета Министров СССР но аеяам изобретений и открытий

В 23 К 19/04 (53) УДК 621, 791..16(088.8) A.Ì.Ãðèãîðúåâ (72) Автор изобретения (7 ) ЗаяинтЕЛЬ Физико-технический инститУт АН БССР (54) ИНСТРУМЕН1 ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ

Йзобретение относится к ультразвуковой сварке и может найти применение в сварочном производстве, микроэлектронике, например, при сборке полупроводниковых приборов и интегральных схем °

Известен инструмент для ультразвуковой сварки иэделий, состоящий кэ стержня резонансной длины, выполненного иэ материала с неоднородной по сечению (радиусу) структурой (11 . Известный инструмент имеет высокие акустические свойства, но не обеспечивает увеличения интенсивности колебаний, вводимых в инструмент..

Наиболее близким техническим рещеиием является инструмент для:ультразвуковой сварки, выполненный в виде стержня резонансной длины с рабочим и нерабочим концами, расположеннымк по обе стороиы от участка закрепления в волноводе $2).

Известный инструмент прочен, но нри значительных усилиях нагруженкя не обеспечивает требуемой для сварки амплитуды колебаний н@ его рабочем конце. При увеличении подаваемой на преобразователь мощности он разогревается,а дополнительные потери мощйокс:ти и возникающие паразитные колебания ,приводят к расстройству резонансной системы.

Цель изобретения - повышение качества сварки путем создания единого типа колебаний и увеличения их интенсивности.

Поставленная цель достигается тем, что известный инструмент для ультра- звуковой сварки со стороны нерабочего конца снабжен трансформатором колебаний, выполненным в виде кольца, длина окружности которого кратна длине волны колебаний, распространяющихся в инструменте, На фиг. 1 представлен инструменту на фиг. 2 — зпюра колебаний, распространяющихся в инструменте.

Волновод 1 скреплен с инструментом

2, выпущенным в виде стержня резонансной длины с рабочим концом, со стороны нерабочего конца инструмент снабжен трансфОрматором колебаний в виде кольца, длина окружности которого кратна длине волны колебаний, распространяющихся в инструменте.

Угьтраэвуковые колебания от преобразователя (на фиг. не показан) приходят через волноэод 1 и передаются на инструмент 2. Резонансная длина стержневой, трансформаторной

622605

Формула изобретения к кольцевой частей инструмента вызывает возникновение ультразвуковой волны.в инструменте: стоячей в ненагруженном инструменте и бегущей—

s йагруженном. Увеличить интенсивность колебаний можно при условии крепления инструмента з волноводе под углом к его оси. При закреплении же инструмента в золноводе, например, пайкой кли механическим путем увеличения интенсивности колебаний не будет. В этом случае мощность, переда- lO йаеиая от волновода разделяется по дзум направлениям по кольцу, а в стержйевой части инструмента акустическая энергия увеличивается, но ее умйарное . значение на.торце равно мощности коле и баннй, вводимых в инструмент от волновода.

В инструменте, выполненном в форме стержня резонансной длины с рабочим к нерабочим концами при нагруженной системе отсутствует единство вида коЛЕбаний военикающнх на торцах. Это приводит к потере энергии на внутреннее тренке, а наличие неоднородных по физической природе колебаний (с пре» обладанием амплитуды давления на рабочем торце н амплитуды смещения на нерабочем) уменьшает кх интенсивность в . условиях резонансного режима к приво» дкт к„ совершенно противоположным знергосил9зым процессам ка торцах инстру-! мента и в его объеме. Согласовайкй"И кой системы, з которой одновременно присутствует стоячая и бе1ущая волны, представляет большую трудность и всегда кОсит приближенный характер. Поэтому для .создания в инструменте единого вида колебаний и увеличения ин тенсивности колебаний, выделяеьийх на рабочем торце, инструмент со стороны нерабочего торца снабжен трансформа- 4О тором колебаний, выполненным в виде кольца, длина окружности которого кратна длине волны колебаний, распространяющихся в инструменте. Этот транс. форматор трансформирует колебания и вводит дополнительно колебания одного и того же знака,и одинаковые по физической природе. Таким образом, a ггро-. цессе сварки инструмент, настроеннйй на работу в режиме бегущей волны, проводит колебания в одном режиме, одинаковые по физической, природе (с преобладанием амплитуды давления) и выделяет на рабочем торце колебания бОлее высокой интенсивности за счет дополнительной раскачки инструмента колебаниями, амплитуды смещения которых совпадают по частоте и Фазе с колебаниями стержневой части иистру. мента.

Инструмент для ультразвуковой сварки, выполненный в виде стержня резонансной длины с рабочим к нерабочкм концами, расположенными по обе стороны от участка закрепления, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем создания единого типа колебаний и увеличения их интенсивности, инструмент со стороны нерабочего конца снабжен трансФ форматором колебаний, выполненным в виде кольца, длина окружности которо. гО кратна длине волны колебаний, расяространяющнхся в инструменте.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 Волосатов В. А.Ультразвуковая обработка Лениздат, 1973, с. 67.

2;Волосатов В. А. Ультразвуковая обработка, Лениздат, l973 с. 96.

ЦНИИПИ Заказ 4738/12

Тираж 1263 Подписное

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