УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ШАРИКА ПРИ МИКРОСВАРКЕ Советский патент 1994 года по МПК B23K11/24 B23K101/40 

Изобретение относится к автоматизации сварки и может быть использовано в установках для микросварки при монтаже полупроводниковых приборов термокомпресcионной, ультразвуковой и контактной сваркой.

Целью изобретения является повышение качества образования шарика.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграммы напряжений и токов при работе устройства; где U_зап - сигнал пуска, U_разр - напряжение разрядного промежутка при различных зазорах, причем напряжение U₁, соответствует зазору, большему, чем при U₂ (чем больше зазор между электродом и концом проволоки, тем больше сопротивление разрядного промежутка), U_инт1 - выходное напряжение первого интегратора, U_инт2 - выходное напряжение второго интегратора, I_разр - ток разрядного промежутка.

Устройство для образования шарика содержит первый источник постоянного напряжения 1, первый конденсатор 2, генератор тока 3, второй источник постоянного напряжения 4, резистор 5, транзисторный ключ 6, второй конденсатор 7, автотрансформатор 8, формирователь 9, диоды 10 и 11, электрод 12, первый 13 и второй 14 интеграторы, первый 15 и второй 16 аналоговые ключи, компаратор 17, реле времени 18, повторитель 19, регулируемый делитель напряжения 20 и проволоку 21.

Вход формирователя 9 связан с одним входом реле времени 18 и внешним запуском. Выход формирователя 9 соединен с управляющим входом транзисторного ключа 6, выход которого связан с корпусом, а вход - с одним выводом резистора 5 и одной из обкладок второго конденсатора 7. Второй вывод резистора 5 соединен с выходом второго источника постоянного напряжения 4, а вторая обкладка конденсатора 7 - с началом первичной обмотки автотрансформатора 8, конец которой соединен с анодом диода 10, катод которого связан с электродом 12 и катодом диода 11, анод которого соединен с выходом генератора тока 3 и входом первого интегратора 13, выход которого связан с одним входом компаратора 17, на второй вход которого подано второе опорное напряжение U_оп2. Выход компаратора 17 соединен с вторым входом реле времени 18, выход которого связан с управляющими входами аналоговых ключей 15 и 16. Вход первого аналогового ключа 15 связан с выходом повторителя 19, входом соединенного с выходом регулируемого делителя напряжения 20, на вход которого подано первое опорное напряжение U_оп1, а второй выход связан с корпусом. Выход первого аналогового ключа 15 соединен с входом второго интегратора 14 и входом второго аналогового ключа 16, выход которого связан с выходом второго интегратора 14 и управляющим входом генератора тока 3, вход которого связан с выходом источника постоянного напряжения 1 и одной из обкладок первого конденсатора 2, вторая обкладка которого связана с корпусом.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии первый конденсатор 2 заряжен от источника постоянного напряжения 1, второй конденсатор 7 - от источника постоянного напряжения 4, а аналоговые ключи 15 и 16 закрыты. По сигналу внешнего запуска U_зап (см.фиг.1), поступающего на вход формирователя 9 в момент времени t₁, формирователь 9 вырабатывает короткий импульс, поступающий на управляющий вход транзисторного ключа 6, который открывается, и второй конденсатор 7, заряженный от второго источника постоянного напряжения 4, разряжается через первичную обмотку автотрансформатора 8. В результате в первичной обмотке автотрансформатора 8 возникает ток на время, определяемое импульсом формирователя 9. Ток первичной обмотки автотрансформатора 8 индуцирует во вторичной обмотке высоковольтный импульс U_разр в момент времени t₁-t₂, который через диод 10 поступает на электрод 12 и вызывает искровой разряд между электродом 12 и концом проволоки 21, в результате чего проводимость разрядного промежутка резко увеличивается.

При изменении зазора между электродом 12 и проволокой 21 напряжение разрядного промежутка меняется, так как изменяется величина электрического сопротивления. При большем зазоре между электродом 12 и проволокой 21 напряжение U₁ имеет значение, большее, чем напряжение U₂ при меньшем зазоре, т.е. с увеличением зазора растет сопротивление.

В это же время t₁ по сигналу внешнего запуска U_зап реле времени 18 вырабатывает импульс, открывающий аналоговые ключи 15 и 16. В результате выходное напряжение регулируемого делителя напряжения 20 через повторитель 19 и аналоговые ключи 15 и 16 поступает на управляющий вход генератора тока 3. При пробое разрядного промежутка, как было описано выше, в момент времени t₂ энергия первого заряженного конденсатора 22 поступает в разрядный промежуток через диод 11 в виде стабильного тока I₁. При этом величина тока определяется напряжением, поступающим на управляющий вход генератора тока 3. При включении генератора тока 3 в момент времени t₂ первый интегратор 13, интегрируя входной сигнал, будет иметь на выходе линейно нарастающее напряжение U_инт1. По достижении этим напряжением в момент времени t₃ опорного напряжения U_оп2 компаратора 17 последний срабатывает и его сигнал поступает на второй вход реле времени 18, на выходе которого выключается импульс, а аналоговые ключи 15 и 16 закрываются. Регулируя величину опорного напряжения U_оп2 компаратора 17, можно изменять дозирование энергии разряда. После закрытия аналоговых ключей 15 и 16 на выходе второго интегратора 14 в момент времени t₃ появляется линейно убывающее напряжение U_инт2, достигающее нулевого значения в момент времени t₅. Наклон спада выходного напряжения U_инт2 можно регулировать, изменяя параметры второго интегратора 14. Выходное напряжение второго интегратора 14 поступает на управляющий вход генератора тока 3, в результате чего ток разряда I_разр в интервале времени t₃-t₄ линейно уменьшается, что обеспечивает остывание расплавленного конца проволоки и переход в твердую фазу. При токе I₂ в момент времени t₄ разряд прекращается. Поскольку прекращение искрового разряда происходит, когда образовавшийся под действием сил поверхностного натяжения шарик уже находится в твердой фазе, то возникающие электродинамические силы не нарушают сферичности и симметричности образуемых шариков.

Устройство повышает качество образования шарика, поскольку воздействие электродинамических сил на проволоку происходит в конце цикла образования шарика.

Изобретение относится к автоматизации сварки и может быть использовано в установках для микросварки при монтаже полупроводниковых приборов термокомпрессионной, ультразвуковой и контактной сваркой. Цель изобретения - повышение качества образования шарика. Устройство содержит генератор тока, формирователь, автотрансформатор, ключи, реле времени, два интегратора, компаратор, делитель напряжения, повторитель. Изобретение позволяет повысить качество образования шариков, поскольку стабилизированный ток разряда прекращается при твердой фазе оплавленного конца проволоки и исключается воздействие электродинамических сил за счет того, что разряд прекращают при значении тока, меньшем, чем при основном разряде. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАЗОВАНИЯ ШАРИКА ПРИ МИКРОСВАРКЕ, содержащее электрод, первый источник постоянного напряжения, выход которого подключен через первый конденсатор к корпусу и через генератор тока к аноду первого диода, выход второго источника постоянного напряжения через последовательно соединенные резистор и конденсатор соединен с началом первичной обмотки автотрансформатора, общая точка обмоток соединена с корпусом, конец вторичной обмотки - с анодом второго диода, катоды диодов объединены и соединены с электродом, вход формирователя соединен с первым входом реле времени и является входом устройства, а выход соединен с управляющим входом транзисторного ключа, выход которого подключен к корпусу, а выход - к общей точке резистора и второго конденсатора, отличающееся тем, что, с целью повышения качества образования шарика, в него введены два интегратора, компаратор и последовательно соединенные регулируемый делитель напряжения, повторитель, два аналоговых ключа, причем вход первого интегратора подключен к выходу генератора тока, а выход через компаратор - к второму входу реле времени, выход которого подключен к управляющим входам аналоговых ключей, вход второго интегратора соединен с выходом первого аналогового ключа, а выход - с вторым входом генератора тока и с выходом первого аналогового ключа, регулируемый делитель напряжения и второй вход компаратора подключены к источникам опорного напряжения.