Инструмент для ультразвуковойСВАРКи Советский патент 1981 года по МПК B23K20/10 

I

Изобретение относится к области материалов с ультразвуком и может найти применение в сварочном производстве, например, при сборке полупроводниковых приборов и интегральных схем.

Из основного изобретения по авт. св. № 622605 известен инструмент для ультразвуковой сварки, выполненный в виде стержня резонансной длины с рабочим и нерабочим концами, расположенными по обе стороны от участка закрепления, и снабженный со стороны нерабочего конца трансформатором колебаний, выполненным в виде кольца, длина окружности которого кратна длине волны колебаний, распространяющихся в инструменте.

Инструмент обеспечивает единый ход колебаний высокой интенсивности за счет дополнительной «раскачки инструмента колебаниями, амплитуды смещения которых совпадают по частоте и фазе с колебаниями во всех объемах его материала. Однако конструкция инструмента не позволяет осуществлять его настройку по частоте, амплитуде, добротности, а также нагрузочной способности в широких диапазонах. Поэтому для сварки каждого нового типоразмера изделий или различных материалов требуется инструмент различной геометрии с соответствующей термической

обработкой для придания ему определенного комплекса акустических свойств. К недостаткам известной конструкции следует отнести также невозможность изменения добротности и амплитудно-частотной характеристики инструмента, что не позволяет увеличить несущую способность под нагрузкой или повысить его чувствительность по добротности к процессам, происходящим в очаге деформации при сварке.

Целью изобретения является повышение качества сварки путем регулировки амплитудно-частотной характеристики инструмента.

Поставленная цель достигается тем, что известный инструмент снабжен двумя стержнями с левой и правой резьбой, закрепленными в узловых зонах внутри трансформатора колебаний в диаметрально

противоположных точках, и гайкой, стягивающей упомянутые стержни.

На чертеже изображен предлагаемый инструмент. Инструмент 1 закреплен на волноводе 2

и снабжен диаметрально закрепленными в узловых зонах 3 и 4 трансформатора 5 колебаний стержнями 6 и 7 с левой и правой резьбой, соединенными гайкой 8. Инструмент работает следующим образом. Ультразвуковые колебания от волновода 2 передаются на инструмент 1. При закручивании гайки 8 происходит втягивание в нее стержней 6 и 7, что обусловливает уменьшение диаметра кольца трансформатора 5 колебаний. При выходе стержней из гайки диаметр кольца увеличивается. Это обеспечивает изменение напряженно-деформированного состояния материала трансформатора и вызывает изменение частоты, амплитуды и добротности инструмента. Изменение напряженного состояния материала происходит вследствие его упругой деформации стержнями, что приводит к изменению плотности материала и скорости распространения в нем ультразвуковых колебаний.

Увеличение напряженного состояния материала повышает его собственное активное сопротивление и обеспечивает нечувствительность к сопротивлению нагрузки.

Такой инструмент может работать при вь1соких усилиях нагружения с достаточной амплитудой колебаний.

Формула изобретения

Инструмент для ультразвуковой сварки по авт. св. № 622605, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем регулировки амплитудно-частотной характеристики инструмента, он снабжен двумя стержнями с левой и правой резьбой, закрепленными в узловых зонах внутри трансформатора колебаний в диаметрально противоположных точках, и гайкой, стягивающей упомянутые стержни.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 622605, кл. В 23К 19/04, от 0.1.12.76.