Инструмент для ультразвуковой сварки Советский патент 1976 года по МПК B23K19/04 

струменте, что обеспечивает размещение вставки около волновода в узле колебаний. Вставка выполняется из материала с более высокой по отношению к материалу стержня добротностью, а следовательно, и более высокой амплитудой колебаний.

Инструмент 1 со вставкой устанавливают в волновод и настраивают на резонансный режим работы, т. е. закрепляют его в узле или пучности колебаний в зависимости от способа крепления. В. инструменте возбуждают ультразвуковые колебания резонансной частоты, под действием которых в нем распространяется волна с разной величиной амплитуды смещений на торцах вставки 2 и стержня 1 инструмента, что позволяет значительно увеличить амплитуду колебаний на рабочем торце.

Ультразвуковая волна А, распространяющаяся в инструменте, вызывает наибольщее смещение материала в пучностях колебаний. Резонансную вставку закрепляют асимметрично оси инструмента между узлом колебаний и пучностью. При этом материал вставки по отнощению к материалу стержня имеет больщую амплитуду колебаний. Это достигается выбором материала вставки и стержня.

Можно также вставку взять из материала стержня, но ее термически обработать на более высокую твердость. Таким образом, значительно увеличивается добротность материала вставки, уменьшаются потери на внутреннее трение, что приводит к увеличению амплитуды колебаний. Разница в амплитудах колебаний дает величину, которая определяет изгиб оси инструмента.

Для изготовления инструмента изгибных колебаний диаметром 5 мм, длиной 54 мм для ультразвуковой сварки с частотой 60 кгд и с использо)ванием генератора мощностью 100 ВТ выбирают материал стержня - сталь

40Х, вставки - титан. Сегментного сечений вставку высотой мм и толщиной мм соединяют припоем ПСр-40 со стержнем между узлом и пучностью колебаний на расстоянии м.м (длина изгибной волны в инструменте) от рабочего торца инструмента.

Амплитуда А колебаний составит (при соответственной величине амплитуды колебаНИИ стержня АСТ З мкм и амплитуде вставки Авст б мкм)

д д ) (Лвсг- ст) 3 | (6-3)18 Dо

3+11 14 (мкм).

Таким образом, конструкция инструмента позволяет обеспечить при- неизменной величине потребляемой мощности увеличение амплитуды колебаний в зависимости от материала вставки в 5 и более раз, а следовательно, повысить стабильность процесса сварки.

Формула изобретения

Инструмент для ультразвуковой сварки, содержащий сплошной стержень с рабочим торцом, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности процесса сварки, в теле стержня параллельно его оси на расстоянии от рабочего торца, кратном полуволне, размещена вставка, выполненная из материала с более высокой добротностью по отнощению к материалу стержня, при этом длина вставки равна нечетному числу четвертей

волны, распространяющейся в инструменте. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Волосатов В. А. «Ультразвуковая обработка, Лениздат, 1973 г., стр. 96, рис. 486.

2. Холопов Ю. В. «Ультразвуковая сварка, Л., 1972 г., стр. 44.

о

Ц-

Аиист. А Вот.

А - А

i