Устройство для контактной микросварки Советский патент 1983 года по МПК B23K11/24 

Изобретение относится к электросварочной технике, преимущественно для контактной микросварки стыковы и тавровых соединений из разнородных или неравный по сечению материалов, и может быть использовано в производствеизделий электронной промглиленности и приборостроения.

Известно устройство для контакт ной микросварки узлов полупроводниковых приборов, конденсаторов, резисторов, содержащее электроды для зажатия и удержания свариваемых деталей, источник сварочного тока, упругий элемент для создания усилия на электродах. 1 .

Недостатком известного устройства является отсутствие гибкой свя-зи между формированием .-сварочного тока, усилием сжатия свариваемых деталей и моментом включения упругого элемента.

Известно также устройство для контактной.микросварки, содержащее регулятор сварочного тока, электрол агнит с наличием в нем упругого элемента, регулятор токаэлектромагнита, блоки управления сварочным током и током электромагнита, элемент согласования и электроды с устройством зажатия свариваемых деталей С2.

Недостатком известного устройств является то, что жесткая программа задаваемая с помощью регулятора. времени, принципиально не может учесть влияния на процесс сварки возмущений и трудно контролируемых технологических отклонений, что снижает стабильность качества сваринзих соединений, производительность оборудования и выход годныхизделий.

Цель изобретения - повьлаение стабильности качества сварных соединений и производительности путем обеспечения синхронизации формирования сварочного тока и тока электромагнита.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контактной микросварки, преимущественно стыковых и тавровых соедине.ний разнородных или неравных по сечению материалов , содержащее регулятор сварочного тока, электромагнит с упругим элементом, регулятор тока электромагнита, блоки управления сварочным током и током электромагнита, элемент согласования и электроды с механизмом зажатия свариваемых деталей, снабжено датчиком усилия сжатия соединяемых деталей, выход которого соединен через элемент согласования с входом регулятора сварочного тока и входом регулятора тока электромагнита.

Кроме того, один из электродов выполнен в виде консоли с зажимными

губками, взаимодействующей с датчиком усилия сжатия.

На фиг. 1 схематически изображен устройство; на фиг. 2 - осциллограммы, поясняющие сущность процесса сварки, ос1уществллемого с помощью данного устройства.

При контактной микросварке из-за кратковременности нагрева и инерционности механизма сжатия процесс образования соединения сопровождается уменьшением давления в контакте свариваемых деталей (фиг.

С точки зрения повыгиения концентрация нагрева снижение давления в середине процесса является благоприятным фактором. Однако в этом слчае для предотвращения выплеска необходимо своевременное увеличение усилия на электродах, не допускающее снижение давления в контакте до нуля, при котором вероятность выплека значительно повыгиается. Кроме того, как и при стыковой сварке деТсшей большого сечения, при микросварке для удаления ОКИСНРЛХ пленок из контакта и лучшего формирования соединения часть осадки должна производиться под током, а часть без тока.

В зависимости от параметров процесса и интенсивности нагрева характер снижения давления и, как следЪтвие/ положение кривой изменения давления в координатной системе меняется. Данное устройство предотвращаетвыплеск и реализует стадию осГадки следующим образом.

Перед сваркой устанавливаются нижний р и верхний Р уровни давления, выбранные в предварительных экспериментах с учетом постоянной времени С срабатывания исполнительных органов. Перед включением тока свариваемые детали сжимаются начальным давлением Pff. При протекании ток,а 1 ,с большей амплитудой (кривая ir давление в контакте Р снижается {кривая 1), и при достижении заданного уровня р в -момент t,, подается команда на включение электромагнита, к электродам через время t прикладывается дополнительное усилие Fgyk,, предотвращающее снижение давления до нуля и выплеск металла. В связи с дальнейшим снижением интенсивности нагрева под действием .усилия давление в контакте увеличивается и при достижении заданного уровня т в момент t подается команда на выключение сварочного тока, в связи с чем часть осадки происходитпод током, асть без тока.

При уменьшении амплитуды тока J, {кривая 2) или воздействии других возмутающ1их Факторов, приводящем к уменьшению интенсивности нагоева.

изменение давления Р (кривая 2) смещается в координатной системе вправо. При этом нижний заданный уровень давления р достигается в момент iij, а верхний р - в момент i., т.е. по времени позже, чем в предьвдущем случае. В соответствии с этим момент приложения дополнительного усилия Fj/ц и выключения сварочного тока также смещается вправо.

Таким образом, с помощью предлагаемого устройства происходит автоматическая корректировка сварочного цикла с использованием связи между физическим состоянием металла в зоне сварки и характером изменения кривой давления.

Устройство содержит регулятор сварочного тока, -состоящий из источника сварочного тока 1, источника опорного напряжения 2, компаратора 3, блрка управления. 4 электромагнита 5, с наличием в нем упругого элемента б, регулятор тока электромагнита, включающий в себя ИСТОЧНИК тока электромагнита 7, задатчик 8,схему сравнения 9, усилитель 10,блок управления 11.В устройство входит также электрод 12,электр 13, вьтолненный в виде консоли с зажимными губками, взаимодействующе с датчиком усилия сжатия 14, выход которого соединен с входом согласующего элемента 15-, выполненного в вице повторителя.

Устройство работает следующим образом.

После создания начального -давления включается сварочный ток и одновременно подготавливается к работе средством синхронизации подачи импульсов управления вентилями источников сварочного тока и тока электромагнита. Усилие от упругого элемента 6 через электрод 12, свариваемые детали и консоль электрода 13 передается датчику, встроенному в его корпус. При протекании сварочного тока происходит разогрев деталей и давление в их контакте изменяется, что регистрируется датчиком содержащем в своем составе пьезокерамический преобразователь.

Напряжение с датчика подается в повторитель 15, который согласует нагрузку датчика, после чего сигнал лрступает на один из входов компаратора J и схемы сравнения 9. В , схеме сравнения 9 напряжение .сравнивается с эталонным, подаваемым на другой ее вход с задатчика 8. В зависимости от типа сварочного соединения задатчик. может быть выполнен как генератор частоты (точечная мик0росварка), источник опорного напряжения или блок временных сигналов (стыковая и Т-образная микросварка|.

При достижении заданной схемой 8 характеристики сигнгша с датчи5ка давления схема сравнения срабатывает, и в блоке управления 11 формируется импульс, открывсоощий вентиль источника тока электромагнита. 7. Электромагнит включается, и к

0 электродам прикладывается дополнительное усилие, предотвращающее перегрев и выплеск расплавленного металла. По мере уменьшения сварочного тока и увеличения усилия элек5тромс.гнита давление в контакте деталей возрастает и при достижении уровня сигнала, заданного источником опорного напряжения 2, компараторная схема срабатывает и в

0 блокеуправления 4 формируется импульс, открывающий вентиль, который шунтирует первичную обмотку трансформатора источника сварочного тока .1.

5

Сварочный ток выключается, в результате чего часть осадки происходит : под током, часть без тока. Это облегчает удаление окисных пленок и-з контакта, предотвращает чрезмерную деформацию деталей и

0 улучшает условия формирования соединения.

Применение данного устройства с автоматической корректировкой сварочного цикла в автоматах свар5ки узлов радиодеталей повышает стабильность качества сварных соединений, что дает возможность увеличить в 1,3 раза производительность оборудования, на 3% выход годных

0 изделий и снизить.трудоемкость операции.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТАКТНОЙ МИКРОСВАРКИ, преимущественно стыковых и тавровых соединений разнородных или неравных по сечению материалов, содержащее регулятор .«;;sapo4floro тока, электромагнит с упругим элементом, регулятор тока электромагнита, блоки управления сварочным током и током электромагнита, элемент согласова.ния и электроды с механизмом згикатия свариваемых дэталей, о т л и. чающееся тем,что, с целью повышения стабильности качества сварных соединений и производительности путем обеспечения синх ронизации формирования сварочного тока и токаэлектромагнита, устройство снабженодатчиком усилия сжатия соединяемых деталей, выход которого соединен через элемент согласования с входом регулятора сварочного тока и входом регулятора тока электромагнита. 2. Устройство ПОП.1, о т л и ч 9 ю щ е- е с я тем, что один из (Л электродов выполнен в виде консоли с зажимными губками, взаимодействующей с датчиком усилия сжатия. ел эо со со