Устройство для ультразвуковой сварки

 

«ii781000

Союз Советских

Социалистнческих

Республик

ПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ey— (22) Заявлено 25. 12. 78 (21) 2701328/25-27 с присоединением заявки ¹â€” (51)м. к,.

В 23 К 19/04

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 231180. Бюллетень. №43

Дата опубликования описания 231180 () Ю 621.7Э1:

:16.037(088.8) (72) Авторы изобретения

10.В.Холопов, В.И.Повстян,В.В.Лютинский и И.Н.Игловиков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ . СВАРКИ

Изобретение относится к контролю качества сварных соединений при ультразвуковой сварке металлов и может. найти применение при определении качества сварных соединений.

Известно устройство для автоматического контроля качества соединений при ультразвуковой сварке по величине изменения амплитуды колебаний сва рочного наконечника в процессе сварки, состоящее из задающего генератора, усилителя мощности, регулятора цикла сварки, сварочной системы, датчика регистрации амплитуды колебаний и сравнивающего устройства (1) .

Недостатком этой системы является то, что контроль качества сварных соединений можно вести только при использовании сварочных сНсТВМ с большой добротностью (несколько сотен).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для ультразвуковой сварки, состоящее из ультразвуковой сварочной системы, датчика амплитуды колебаний, блока сравнения, регулятора цикла сварки, задающего генератора и усилителя мощности (2j .

Однако это устройство позволяет

-- "--"-."контролировать качество соединений только при конкретных значениях технологических параметров режима сварки °

Цель изобретения — повышение качества сварных соединений материалов с искусственными и естественными покрытиями.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено дополнитель® ной ультразвуковой сварочной системой, работающей последовательно с первой системой, а также блоком коммутации, эадатчиками величины фазового сдвига, усилителями-ограничн15 телями, число которых равно числу сварочных систем, и фазовым детектором, при этом задатчики величины фазового сдвига подключены к блоку сравнения через блок коммутации, а

20 каждый иэ усилителей-ограничителей своим входом подключен .к соответствующей сварочной системе,а выходом .к.блоку сравнения через фазовый де:тектор.

На чертеже представлена блоксхема устройства.

Устройство содержит задающий генератор-1, усилитель мощности 2, который через коммутирующее устрой cTBo 3 подключен. к двум ультразвуковым сварочным системам. Контактная кнопка 4 задает начало работы регулятора S цикла сварки, который через блок б коммутации подключен к выходам задатчиков 7 и 8 уровня фазового сдвига.

Датчики 9 и 10 сравниваемых сигналов установлены на продольных волноводах сварочных систем и подключены к усилителям-ограничителям 11 и 12,)0 причем датчик 9 подключен через фазовый корректор 13. Выходы усилителейограничителей 11 и 12 подключены к фазовому детектору 14, сигнал с которого управляет работой блока 15 сравнения.

Известно, что для образования качественного сварного соединения материалов с искусственными и естественными покрытиями требуется, чтобы в начальный момент сварочного цикла для удаления покрытий амплитуда колебаний сварочного наконечника была несколько выше, чем в период образования неразъемного соединения. Это требование реализуется при двухсто- 25 роннем подводе энергии в зону сварки, т.е. в устройстве, имеющем две сварочные системы с различными коэффициентами усиления по амплитуде колебательных смещений. Системы рабо- у0 тают последовательно. Для удаления покрытий используется система с, большим коэффициентом усиления, вторая система выполняет роль опорного элемента, затем при соединении ме- З5 таллов по очищенным поверхностям происходит переключение сварочных систем.

Особенность контактирования деталей в зоне сварки такова, что на различных фазах сварочного цикла

40 энергия колебания расходуется последовательно на удаление пленок, покрытий, обмятие микронеровностей, пластическое деформирование, т.е. по мере образования соединения коэф- 45 фициент прохождения энергии через зону сварки должен увеличиваться, поскольку исчезает граница раздела между свариваемыми деталями, и образуется эона, по которой проходит 50 энергия с меньшим коэффициентом отражения. При этом изменяется не только энергетический спектр колебаний, прошедших в опорный элемент но и фазовые соотношения сигналов, пропорциональных амплитуде колебаний сварочного наконечника и амплитуде колебаний системы, которая в данный момент выполняет роль опорного элемента.

Устройство работает следующим об- 60 разом.

При включении контактной кнопки 4 регулятор 5 цикла сварки подает сигнал на коммутирующее устройство 3 и блок б коммутации. При этом коммути- 95 рующее устройство 3 подключает выход усилителя мощности 2 к первой сварочной системе (вторая отключается).

Одновременно блок б коммутации подключает к блоку 15 сравнения первый задатчик 7 фазового сдвига. После про изведенных переключений регулятор 5 цикла сварки подает сигнал на включение усилителя мощности 2.

Процесс сварки контролируется двумя датчиками 9 и 10, помещенными на продольных волноводах сварочных систем. В цепь датчика 9 включен фазовый корректор 13, который позволяет установить начальный фазовый сдвиг, задавая тем самым необходимую рабочую точку фазового детектора 14. Когда работает первая сварочная система, сигнал с датчика 9 имеет большой уровень и для приведения . его к необходимому постоянному уровню служит усилитель-ограничитель 11.

Вторая сварочная система в этот момент выполняет роль опорного элемента, и сигнал с датчика 10, усиленный и ограниченный до необходимого уровня, поступает на второй вход фазового детектора 14.

Сигнал с фазового детектора, пропорциональный фазовому сдвигу сигналов с датчиков 9 и 10, поступает на вход блока 15 сравнения. Другой вход блока 15 сравнения подключен к задатчику 7 фазового сдвига через блок коммутации 6. Уровень сигнала с задатчика 7 фазового сдвига можно изменять в заданных пределах, исходя из режима работы сварочных устройств и требований технологии. В момент равенства сигналов на входе блока 15 сравнения на его выходе появляется сигнал, который поступает на регулятор 5 цикла сварки, который производит необходимые переключения задатчиков фазового сдвига и сварочных систем для нормального продолжения сварочного цикла.

Работа устройства по второй фазе сварочного цикла происходит аналогичным образом, только в конце регулятор 5 цикла сварки выключает усилитель мощности 2, и на этом заканчивается цикл работы сварочной машины.

В предлагаемом устройстве на фазовые соотношения сигналов не оказывает влияния изменение технологических параметров режима сварки (величина сигналов с датчиков), поскольку фазовые характеристики при фиксированном положении датчиков зависят только от состояния материалов в зоне сварки, следовательно, эти соотношения косвенно определяют качество сварных соединений. При установке оптимальных уровней фазовых сдвигов, при которых происходит наиболее полное удаление покрытий, соединения обладают максимальной прочностью. Таким образом, устройс781000

Формула изобретения, Составитель В.Катин

Редактор A.Øàíäoð Техред М. Табакович Корректор Л.Иван

Заказ 8039/10 Тираж 1160 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 тво позволяет получать качественные сварные соединения.

Устройство для ультразвуковой сварки, состоящее из ультразвуковой сварочной системы, датчика амплитуды колебаний, блока сравнения, регулятора цикла сварки, задающего генератора и усилителя мощности, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества сварных соединений материалов с искусственными и естественными покрытиями, устройство снабжено дополнительной ультразвуковой сварочной системой, работающей последовательно с первой системой, а также блоком коммутации, задатчиками

I величины фазового сдвига, усилителями-ограничителями, число которых равно числу сварочных систем, и фазовым детектором, при этом задатчики величины фазового сдвига подключены к блоку сравнения через блок коммутации, а каждый из усилителей-ограничителей своим входом подключен к соответствующей сварочной системе, а выходом — к блоку сравнения через © фазовый детектор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Холопов Ю.В. Ультразвуковая сварка. Л., "Машиностроение", 1972,!

5 с.122.

2. Колешко В.М. Ультразвуковая микросварка. Минск, "Наука и техника", 1977, с.313.