Способ ультразвуковой сварки

 

О П И С А Н И Е (п)94ИОО

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.06.80 (21) 2980612/25-27 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. Кл. з

В 23К 20j10

Государственный комитет 23) (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (53) УДК 621.791.16 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (72) Авторы и зобретения В. И. Повстян, В. В. Глазов, А. И. Степанов и А, С. филипенко (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт электросварочного оборудования (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ

Изобретение относится к способам ультразвуковой сварки проводов различного сечения с лаковой и эмалевой изоляцией к п ром ежуточ ной пл асти н е.

Известен способ соединения металлов, по которому между свариваемыми металлами с различными физико-механическими свойствами помещают тонкий слой вспомогательного металла и к одной из свариваемых деталей подают ультразвуковую энергию (1).

Недостатком этого способа является то, что при соединении двух проводов с различным сечением через промежуточный слой наибольшая деформация провода происходит со стороны ввода ультразвуковых колебаний и поэтому прочность соединения на отрыв снижается. Таким образом, введение в этом случае промежуточного металла не позволяет достигнуть необходимого качества сварного соединения.

Известен способ соединения металлической проволоки с металлической пластиной, в котором соединение изолированной проволоки ведут без предварительной зачистки с поверхностью металлической пластины методом ультразвуковой сварки (2).

Однако данный способ предусматривает соединение только одного провода с пластиной. В связи с чем требуется двойное время для соединения пластины с двумя проводами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ ультразвуковой сварки, при котором подводят энергию при помощи двух наконечников стороны каждого привариваемого провода (3) .

1() Недостатком известного способа является низкое качество соединения проводов, имеющих неодинаковое сечение.

Цель изобретения — повышение качества приварки двух проводов различного сече15 ния за счет обеспечения одинаковой деформации свариваемых проводов.

Цель достигается тем, что в способе ультразвуковой сварки, преимущественно проводов с промежуточной пластиной, при

2р котором подводят энергию при помощи двух наконечников со стороны каждого привариваемого провода, уравнивают площади контактпрования привариваемых проводов и наконечников, при этом длина контактирования обратно пропорциональна диаметрам проводов.

На фиг. 1 приведена схема одновременной приварки двух проводов к пластине.

На фпг. 2 и фиг. 3 изображены схемы расположения проводов при сварке.

941100

Зо

Колебательные системы 1, 2 состоят из ультразвукового генератора, магнитострикITèîHHoão преобразователя, волновода и наконечника.

На вынесенном узле (фиг. 2, 3) показана промежуточная пластина 3, провод 4 диаметром d<, провод 5 диаметром dz, рабочая часть 6 наконечника первой колебательной системы диаметром,0, рабочая часть 7 наконечника второй колебательной системы диаметром Р .

Способ осуществляют следующим образом.

Для приварки 2-х проводов к одной пластине используют 2 УЗ-системы. Каждую колебательную систему (фиг. 1) настраивают на режим сварки контактирующего с ней провода. Свариваемый провод 5 укладывают в канавку, выполненную на рабочем торце наконечника 7. Поверх провода

5 устанавливают промежуточную пластину

3. В канавку наконечника 6 укладывают провод 4. Включают механизм подачи сварочного давления, после чего автоматически подаются ультразвуковые колебания на свариваемые детали и на заданном режиме осуществляют процесс сварки.

Полуцилиндрические канавки в наконечниках выполнены с такими размерами, чтобы обеспечить одинаковое давление на оба привариваемые провода, т. е. диаметр полуцилиндра равен 1,1 диаметра провода, длина его обратно пропорциональна диаметру.

При смене сечения привариваемого провода необходимо заменить сварочный наконечник и установить соответствующий режим.

Толщина пластины должна быть не больше большего диаметра прива риваемого провода и не меньше меньшего диаметра.

В случае, когда пластина тоньше меньшего диаметра привариваемого провода, сказывается влияние одной УЗ-системы на другую, в связи с чем нельзя гарантировать качество сварного соединения.

Если брать пластину толщиной больше, чем больший диаметр, то в ней возникнут неоправданно большие потери энергии, а в конечном итоге не произойдет сварки.

Пример 1. К алюминиевой подложке приваривают два алюминиевых провода, из которых один диаметром 1,2 мм, а второй — 0,6 мм.

Сварку первого провода осуществляли в режиме:

Потребляемая мощность 750 — 800 Вт

Амплитуда колебаний 13 — 15 Мкм

Время сварки 1,0 с

Сварочное давление 3 кгс/мм

Сварку второго провода осуществляли в режиме:

Потребляемая мощность 450 — 500 Вт

Амплитуда колебаний 6 — 7 Мкм

Время сварки 1,0 с

Сварочное давление 3 кгс/мм

Для обеспечения одинакового давления канавки в наконечниках выполняли следующих размеров:

Для провода диаметром 1,2 мм

Диаметр канавки 1,3 мм

Длина канавки 2,5 мм

Для провода диаметром 0,6 мм

Диаметр канавки 0,7 мм

Длина канавки 4,5 мм

Промежуточная пластина имела толщину

0,8 мм.

Полученные в результате сварные точки удовлетворяли следующим требованиям:

Величина деформации проводов 40 — 50%.

Прочность проводов на срез составляла

0,5 — 0,6 от прочности основного материала.

Пример 2. К алюминиевой пластине приваривали два провода, из которых один диаметром 0,96 мм, второй — 0,8 мм.

Сварку первого провода осуществляли в режиме:

Потребляемая мощность 600 — 650 Вт

Амплитуда колебаний 10 Мкм

Время сварки 0,8 с

Сварочное давление 3 кгс/мм

Сварку второго провода осуществляли в режиме:

Потребляемая мощность 500 — 550 Вт

Амплитуда колебаний 8 Мкм

Время сварки 0,8 с

Сварочное давление 3 кгс/мм

Для обеспечения одинакового давления канавки выполняли со следующими размерами:

Для провода диаметром 0,96 мм

Диаметр канавки 1,05 мм

Длина канавки 3 мм

Для провода диаметром 0,8 мм

Диаметр канавки 0,9 мм

Длина канавки 36 мм

Промежуточная пластина имела толщину

0,8 мм, Полученные в результате сварки точки удовлетворяли следующим требованиям:

Величина деформации проводов 40 — 50%.

Прочность проводов на срез составляла

0,5 — 0,6 от прочности основного материала.

Способ повышает качество сварных соединений и производительность труда.

Формула изобретения

Способ ультразвуковой сварки преимущественно проводов с промежуточной пластиной, по которому подводят энергию при помощи двух наконечников со стороны каждого привариваемого провода, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения качества приварки двух проводов различного сечения за счет обеспечения одинаковой деформации свариваемых проводов, уравнивают площади контактирования привариваемых проводов и наконечников, при этом длина контактирования обратно пропорциональна диаметрам проводов, 941100

Рия Т

4Ьа 2.

Составитель В. Кашин

Техред А. Камышникова

Редактор E. Хейфиц

Корректор Н. Федорова

Заказ 1229/2 Изд. № 203 Тираж 1151 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ № 2111572, кл. В 23К

21/02, 1971.

2. Патент Японии № 52 — 11661, кл. 12В

412, 1976.

3. Авторское свидетельство СССР № 638440, кл. В 23К 20/10, 1976 (прото5 тип).