KR20160033107A - 두 개의 용접들에 대해 동일한 폭으로 용접함으로써 노드를 생성하기 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초음파 용접 디바이스의 조절가능한 높이 및 폭을 갖는 압축 챔버에서 개별 와이어들을 구비한 적어도 하나의 제 1 연선을 개별 와이어들을 구비한 적어도 하나의 제 2 연선(148)에 용접함으로써 노드를 생성하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 연선들은 상이한 재료들로 되어 있고, 상기 폭은 적어도 하나의 측면 슬라이드(134)에 의해 조절되고, 상기 높이는 상기 초음파 용접 디바이스의 카운터 전극과 소노트로드(116) 사이의 거리를 변경함으로써 조절되며, 상기 적어도 하나의 제 1 연선은 상기 적어도 하나의 제 2 연선보다 더 높은 특정 에너지로, 더 높은 압력하에서 또는 큰 초음파 진동 진폭으로 용접된다. 재현 가능한 용접 결과들, 특히 재현가능한 기하학구조, 인장 강도 및 박리 강도를 달성하기 위해, 상기 적어도 하나의 제 1 연선이 상기 압축 챔버 내에 놓여지고 이어서 개별 와이어들이 부분적인 노드(146)에 용접되며, 상기 압축 챔버의 폭(B)은 상기 부분적인 노드(146)가 상기 소노트로드(116) 및 그 일부에 의해 범위가 정해지는 상기 압축 챔버의 바닥을 완전하게 덮도록 조절되며, 이어 상기 압축 챔버는 개방되어 상기 적어도 하나의 제 2 연선(148)이 상기 압축 챔버 내에 상기 부분적인 노드(146) 상에 놓여지고, 상기 압축 챔버가 닫힌 후 상기 적어도 하나의 제 2 연선(148)이 상기 부분적인 노드(146)에 용접되며, 상기 압축 챔버의 폭은 폭 B와 동일하게 된다.

Description

두 개의 용접들에 대해 동일한 폭으로 용접함으로써 노드를 생성하기 위한 방법{METHOD FOR PRODUCING A NODE BY WELDING WITH THE SAME WIDTH FOR TWO WELDS}
본 발명은 초음파 용접 디바이스의 조절가능한 높이 및 폭을 갖는 압축 챔버에서 개별 와이어들을 구비한 적어도 하나의 제 1 연선(stranded wire)을 개별 와이어들을 구비한 적어도 하나의 제 2 연선에 용접함으로써 노드를 생성하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 연선들은 상이한 재료들로 되어 있고, 상기 폭은 적어도 하나의 측면 슬라이드에 의해 조절되고, 상기 높이는 상기 초음파 용접 디바이스의 카운터 전극과 소노트로드(sonotrode) 사이의 거리를 변경함으로써 조절되며, 상기 적어도 하나의 제 1 연선은 상기 적어도 하나의 제 2 연선보다 더 높은 특정 에너지로, 더 높은 압력하에서 또는 큰 초음파 진동 진폭으로 용접된다.
노드들, 예를 들면 중간 노드들 및 말단 노드들을 생성하는데 사용되는 연선들은 통상의 적용들에 있어서 일반적으로 유사한 재료 그룹들로 만들어지는데, 이는 그렇지 않을 경우 재현가능한 용접 결과들을 달성할 수 없기 때문이다.
알루미늄 또는 알루미늄 재료로 만들어진 개별 와이어들 또는 스트랜드들(strands)로 구성된 연선들이 서로 간에 또는 고체 캐리어(solid carrier)에 용접된다면, 입력 용접 에너지가 상기 연선들이 함께 용접되는 압축 챔버의 측변 경계들에 또는 상기 소노트로드에 픽업될 상당한 양의 알루미늄 플로우를 생성하는 단점들이 일어나게 된다. 따라서, DE 10 2007 026 707 B3에 따라, 알루미늄 와이어들을 서로 간에 또는 구리로 이루어진 캐리어에 용접하기 위해 개방형 부등변 사각형의 기하학 구조를 갖는 소노트로드에 의해 범위가 정해진 압축 챔버의 특정 형태가 선택된다.
알루미늄 및/또는 구리로 이루어진 래커링된(lacquered) 와이어들의 초음파 접합에 대해, DE 102 29 565 B4는 특히 구리 재료로 이루어진 인클로우저(enclosure)를 제안하며, 상기 인클로우저에 와이어들이 넣어져 이후 초음파 용접에 의해 접합된다.
DE 10 2005 048 368 B3에 따른 전기 도체들 사이의 용접 접속을 생성하기 위한 방법은, 용접에 의해 제 1 고유 강성의 전기 도체를 연선들과 같은 제 2 전기 도체들에 연속적으로 접속하는 것을 특징으로 하고 있다. 여기에서의 이점은 상기 제 1 전기 도체에 접속될 상기 제 2 전기 도체들의 전체 단면적이 통상 초음파 용접 디바이스를 사용하여 용접될 수 있는 연선들의 단면보다 크게 될 수 있다는 것이다.
문서 DE 10 2011 014 801 A1은 초기에 먼저 얇은 도체들이 제 1 노드에 용접되고, 이어서 더 두꺼운 제 2 도체들과 용접되어 전체의 노드를 생성하도록 하는 도체들을 용접하는 방법을 개시한다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 유형의 방법으로서, 또한 제 1 재료의 연선들이 상기 제 1 재료와는 명확히 상이한 용접 특성들을 갖는 제 2 재료의 연선들과 함께, 재현될 수 있는 용접 결과들, 특히 생성될 노드의 재현가능한 기하학구조, 인장 강도 및 박리 강도(peel strength)가 얻어질 수 있는 방식으로 노드에 용접될 수 있는 방법을 개발하는 것이다. 명확히 상이한 용접 특성들은 도 6 및 도 7로부터 명확한 바와 같이, 적절한 용접을 달성하기 위한 특정 에너지, 최적의 용접 압력 및/또는 최적의 진폭이 상당히 벗어난다는 것을 의미한다.
이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 실제로, 상기 적어도 하나의 제 1 연선이 상기 압축 챔버에 삽입되고, 그 개별 와이어들이 부분적인 노드에 용접되는 것을 제안하며, 여기에서 상기 압축 챔버는 상기 부분적인 노드가 상기 소노트로드 또는 그 한 부분에 의해 범위가 정해진 압축 챔버의 바닥(bottom)을 완전하게 덮고 상기 적어도 하나의 제 2 연선이 상기 압축 챔버 내의 상기 부분적인 노드 상에 삽입되는 방식으로 폭 B로 설정되며, 상기 압축 챔버를 닫은 후 상기 적어도 하나의 제 2 연선이 상기 부분적인 노드에 용접되어 전체 노드를 생성하고, 여기에서 상기 전체 노드를 용접할 때의 상기 압축 챔버의 폭은 상기 폭 B와 동일하다.
본 발명에 따라, 상이한 재료들의 개별 와이어들로 구성된 연선들에 대해 두 단계의 용접 프로세스가 일어나며, 먼저 부분적인 노드가 예를 들면 상이한 재료로 이루어진 제 2 연선(들)에 비해 더 높은 용접 에너지가 요구되는 제 1 연선(들)으로부터 함께 용접된다. 또한, 상기 노드를 생성하기 위해 요구되는 상기 제 1 연선(들)이 상기 압축 챔버의 바닥을 완전하게 덮고, 상기 바닥을 덮고 있는 부분적인 노드가 용접 후 이용가능하게 되도록 상기 압축 챔버가 설정된다. 상기 바닥은 상기 소노트로드 또는 그 한 부분에 의해 형성된다.
상기 부분적인 노드를 용접한 후, 상기 압축 챔버는 그 폭 설정을 변경시키지 않고서 개방된다. 상기 폭 설정이 변경되지 않는다는 사실은, 제 2 연선(들)을 그 압축 챔버내에 둘 때 적어도 더 넓은 압축 챔버가 이용가능하게 되도록 상기 제 1 용접 단계의 완료 후 측면 슬라이드가 감압될 수 있는 것을 배제하지 않는다. 하지만, 이러한 것은 필수적인 특징은 아니다. 대신에, 상기 압축 챔버의 폭은 압축 챔버가 개방될 때 변경되지 않은 채로 유지될 수 있다. 다시 말해서, 특히 상기 압축 챔버를 개방하기 위해 앤빌(anvil)을 용이하게 들어올릴 수 있게 하도록, 접촉 압력(contact pressure)이 선택적으로 감소될 수 있거나 또는 상기 측면 슬라이드가 무압력(pressureless)이 될 수 있다.
이후 제 2 연선(들)이 상기 개방된 압축 챔버 내의 부분적인 노드 상에 삽입되고, 상기 압력 챔버를 닫은 후 상기 제 2 연선(들)에 대해 요구되는 용접 에너지에 대응하는 용접 에너지가 도입되어, 상기 제 2 연선(들)의 개별 와이어들을 서로 간에 그리고 상기 부분적인 노드에 용접한다. 본 발명의 설명에 따라, 이러한 제 2 용접 프로세스 단계에서 상기 압축 챔버는, 상기 압축 챔버가 상기 제 1 용접 프로세스 단계에서 설정된 폭 B를 갖는다.
특히, 상기 압축 챔버의 폭은 생성될 노드의 폭으로 설정되고 용접 동안 변경되지 않는 채로 유지되는 것으로 예상된다.
이러한 방법에 따를 경우, 놀랍게도 상기 노드의 강도 또는 기하학 구조와 관련하여 일정한 용접 결과들이 얻어질 수 있다는 것이 밝혀졌다. 용접될 연선들이 미리 결정된 순서로 연속적으로 삽입되지 않는 방법들에 비교하여, 현저한 양의 와이어 변형이나 파손은 없다.
본 발명에 따른 설명에 기초하여, 부분적인 노드와 제 2 연선(들) 사이의 접속 표면은 상이한 재료들과 그들의 용접 파라미터들을 고려하여 원하는 영역의 접속 표면들이 제공되도록 설정될 수 있다. 특히, 용접 폭은 증가될 수 있다.
적어도 하나의 제 1 연선은 구리 또는 구리 합금으로 구성되거나 및/또는 적어도 하나의 제 2 연선은 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 구성되는 것이 바람직하다.
다른 특징들은 종속 청구항들로부터 얻어질 수 있다.
본 발명의 다른 설명들, 이점들 및 특징들은 청구범위와 이들로부터 개별적으로 또는 조합하여 얻어질 수 있는 특징들뿐만 아니라 도면에서 볼 수 있는 바람직한 예시적인 실시예의 후속하는 설명으로부터 얻어질 수 있다.
도 1은 초음파 용접 장치의 구성도.
도 2 내지 도 5는 노드들을 용접하기 위한 방법의 구성적 흐름도.
도 6은 생성될 노드 단면의 함수로서 연선들로 입력된 에너지 및 상기 연선들의 재료에 대한 그래픽 표현을 도시한 도면.
도 7은 생성될 노드 단면의 함수로서 용접에 요구되는 압력 및 상기 연선들의 재료에 대한 그래픽 표현을 도시한 도면.
도 1은 본 발명에 따라 중간 및 말단 노드들에 대해 상이한 용접 특성들을 갖는 재료들로 이루어진 연선들을 용접하는데 사용되는 초음파 용접 장치의 구성도를 도시한다. 명백하게 상이한 용접 특성들은, 기본적으로, 용접될 재료들이 특정 에너지, 압력, 또는 초음파 진동 진폭과 관련하여 25% 보다 크게 다르다는 것을 의미한다. 상기 특정 에너지는 적절한 용접 결과를 달성하기 위해 용접될 연선의 mm2당 입력될 에너지이다. 압력은, 압축 챔버의 범위를 정하는 표면인, 소노트로드의 방향으로 용접될 연선(들) 상에 작용하는 표면의 압력을 의미한다.
다시 말해서, 제 2 재료를 용접하는데 요구되는 압력은 제 1 재료를 용접하는데 요구되는 압력보다 적어도 25%만큼 적게 되며, 여기서 용접될 재료의 동일한 단면적 및 압축 챔버의 동일한 폭이 상정된다.
상기 제 2 재료를 용접할 때의 진동 진폭은 상기 제 1 재료를 용접할 때의 진동 진폭보다 적어도 10%만큼 적게 되며, 여기서 용접될 상기 제 1 및 제 2 재료들의 동일한 단면이 상정된다.
상기 장치는 일반적으로, 컨버터(112), 전체로서 트랜스듀서들이라고 불리는 선택적인 부스터(114) 및 소노트로드(116)를 포함하는 초음파 용접 디바이스(110)를 포함한다. 소위 앤빌(anvil)이라 칭하는 다중 카운터 전극(multi-part counter electrode)(118) 및 측면 슬라이드(134)가 상기 소노트로드(116) 또는 그 한 부분에 연관된다. 각각의 디자인은 DE 37 19 083 C1에 상세히 기술되며, 그 개시 내용이 본 명세서에 명확하게 참조된다.
각각의 상기 소노트로드(116) 또는 그 표면, 상기 카운터 전극(118) 및 상기 슬라이더(120)가 개별 와이어들로 구성되어 함께 용접될 제 1 및 제 2 연선들이 삽입되는 압축 챔버(122)의 범위를 정하게 된다.
상기 컨버터(112)는 라인(123)을 통해 제너레이터(124)에 접속되고, 제너레이터 자체는 라인(126)에 접속되어 컴퓨터(128)에 연결되고, 컴퓨터를 통해 용접 프로세스들이 제어되고, 상기 컴퓨터로 용접 파라미터들이 입력될 수 있으며, 그로부터 저장된 값들이 검색될 수 있다. 이러한 점에서는, 공지된 기술들을 참조할 수 있다.
본 발명에 따라, 각각의 초음파 용접 장치와, 상기 압축 챔버(122)를 포함하는 초음파 용접 디바이스를 사용하여 상기 제 1 및 제 2 연선들이 말단 또는 중간 노드들에 용접된다. 용접의 프로세스 프로우는 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명되며, 여기서 동일한 참조 부호들은 동일한 소자들에 대해 사용된다.
도 2 내지 도 5는 상기 압축 챔버(122)의 단면과 그 경계들을 형성하는 소자들의 단면을 도시한다. 상기 압축 챔버(122)의 바닥 경계는 용접 표면으로서 작용하는 상기 소노트로드(116)의 표면(130)에 의해 형성된다. 상기 압축 챔버(122)의 측면 경계들은 양쪽 방향 진행 화살표(132)의 방향으로 이동할 수 있는 측면 슬라이드(134) 및 상기 카운터 전극(118)의 일부를 형성하는 소위 표면 플레이트(136)에 의해 형성된다. 상기 표면 플레이트(136)는 양쪽 방향 진행 화살표(140)에 따라 조절될 수 있는 횡단 헤드(transverse head)(138)를 수납하고, 압축 스페이스(122)에 삽입될 수 있는 연선들을 압축 또는 용접하는 동안 상기 소노트로드(116)의 표면(130)인 상기 압축 챔버(122)의 바닥 맞은편으로 연장한다. 상기 표면 플레이트(136)는 상기 소노트로드(118)의 방향으로 상기 횡단 헤드(138)를 조절하여 그에 따라 용접 동안 압축을 위해 용접될 연선들에 요구된 압력을 적용하도록 양쪽 방향 진행 화살표(142)를 따라 조절될 수 있다. 한편으로는 상기 표면 플레이트(136)와 상기 측면 슬라이드(134)의 표면들과, 다른 한편으로는 상기 소노트로드(116)의 표면(130)과 그와 마주하는 상기 횡단 헤드(138)의 표면은 모두 상기 압축 챔버(122)의 경계들을 형성하며, 도면들에서 알 수 있는 바와 같이, 특히 서로 간에 평행하게 구동된다. 상기 경계 표면들은 더욱 구조화될 수 있다.
도 2에서 상기 압축 챔버(122)는 개방된다. 각각 개별 와이어들로 구성되는 하나 이상의 제 1 연선들(144)이 상기 압축 챔버 내로 삽입된다. 개별 와이어들의 수 또는 그 체적은, 상기 측면 슬라이드(134)를 원하는 폭 B(도 2b)로 설정한 후 상기 압축 챔버(122)의 바닥이 개별 와이어들로 완전히 커버되게 한다. 상기 예시적인 실시예에 있어서, 상기 폭 B는 상기 제 1 연선들(144)이 삽입된 후 설정되지만, 또한 상기 제 1 연선들(144)이 삽입되기 전에 설정될 수 있다.
상기 제 1 연선들은 구리 또는 구리 합금 또는 적어도 40%의 구리 성분을 갖는 재료들로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 연선들이 상기 압축 챔버(122) 내에 삽입되고, 상기 압축 챔버(122)가 상기 폭 B로 설정된 후, 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 횡단 헤드(138)가 도면에서 좌측으로 이동해 상기 제 1 연선들(144)을 밀착하여 이들을 부분적인 노드(146)에 용접하도록 낮아지게 된다. 이러한 프로세스에 있어서, 상기 소노트로드(118)는 바람직하게는 20kHz 범위의 주파수로 진동하게 설정된다. 진폭은 용접될 재료에 의존하여 15㎛와 35㎛ 사이에 있게 된다.
상기 제 1 연선들을 용접하기 위해, 예를 들면 노드 폭, 에너지, 압력, 진폭, 또는 차분 치수(differential dimension) 또는 용접 사양들 또는 상기 제 1 연선들의 재료를 고려하는 요구된 용접 모드에 따른 시간 및 생성될 부분적인 노드의 기하학 구조를 포함하는 파라미터 세트가 상기 컴퓨터(128)로부터 검색된다. 단지 일부 파라미터를 지정하도록 밀착 사양들(compacting specifications), 용접 사양들, 지속시간, 압력, 조절 길이(압축 챔버의 높이 △h의 변경)가 밀착 및 용접 동안 모니터링된다.
상기 부분적인 노드(146)를 용접한 후, 상기 압축 챔버(122)의 설정 폭 B의 변경없이 상기 압축 챔버(122)가 도 4에 도시된 바와 같이 개방된다. 상기 측면 슬라이드(134)가 상기 제 1 연선들(144)이 용접되기 전에 사전 설정된 위치에서 유지되거나 또는 상기 압축 챔버(122)를 개방하기 위해 상기 횡단 헤드(138)와 함께 상기 표면 플레이트(136)를 조절하여 수직 이동(양쪽 방향 진행 화살표(142))하게 하도록 압력을 감소함으로써 상기 측면 슬라이드(134)가 릴리브(relieve)되는 가능성이 있다. 동시에, 상기 횡단 헤드(138)는 도면에서 오른쪽으로 이동된다.
이어서, 상기 제 1 연선들(144)의 재료와는 상이한 용접 특성, 즉 특정 에너지, 압력, 또는 진폭과 관련하여 상이한 재료로 구성된 하나의 제 2 연선 또는 복수의 제 2 연선들(148)이 상기 압축 챔버(122) 내에 삽입되고, 여기서 적어도 25%의 적어도 특정 에너지와 관련한 차이가 있는 것으로 상정한다.
원칙적으로, 용접에 요구되는 특정의 용접 에너지는 기준(criterion)으로서 선택되며, 여기서 더 높은 용접 에너지를 필요로 하는 연선들은 먼저 부분적인 노드에 용접된다. 상기 특정의 용접 에너지는 또한 본 발명의 설명에 따라 노드를 생성하도록 선택된 상이한 재료 특징들에 대한 동의어로서 생각될 수 있으며, 여기서 각각의 재료 특징은 상기 설명한 바와 같이 제 1 및 제 2 연선들(144, 148) 사이에서 현저하게 상이하다.
상기 제 2 연선(들)(148)이 상기 압축 챔버(122) 내에 삽입되고, 상기 압축 챔버(122)가 다시 상기 제 1 용접 프로세스, 즉 상기 부분적인 노드(146)를 생성할 때에 선택되었던 폭 B를 가진 후, 상기 압축 챔버(122)는 상기 횡단 헤드(138)를 조절하여 상기 표면 플레이트(136)를 낮춤으로써 도 2 및 도 3에 따른 프로세스 플로우에서 설명된 바와 같이 사이즈가 감소하게 되고, 상기 제 2 연선들(148)은 밀착하게 되어, 그 개별 와이어들이 서로 간에 그리고 상기 부분적인 노드(146)에 각각 용접된다. 상기 제 1 부분적인 노드(146)와 함께 용접된 제 2 부분적인 노드(158)가 형성되어 종합한 노드(160)를 생성한다.
상기 제 1 용접 프로세스의 완료 후 상기 압축 챔버(122)를 개방하기 위해 상기 측면 슬라이드(134)가 감압될 때, 상기 측면 슬라이드(134) 상에 작용하는 압력은 상기 압축 챔버(122)가 다시 한번 상기 제 2 용접 프로세스에서 상기 폭 B를 갖게 되도록, 상기 제 2 용접 프로세스 전에 다시 높아지게 된다.
상기 제 2 연선들(148)은 특히 개별 와이어들이 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 연선들이다. 상기 요구된 용접 파라미터들은 또한 상기 컴퓨터(128)에 저장되며, 그에 따라 검색된다. 밀착 또는 용접 동안 프로세스 모니터링이 또한 있게 되며, 여기서 밀착 사양들, 용접 사양들, 지속 시간, 및 선택적으로 차분 치수 및 에너지가 기록된다.
본 발명의 설명에 따라, 종래 기술에 비해, 재현 가능한 일정한 용접 결과들이 달성될 수 있다. 이러한 방법에서, 재료 혼합으로 이루어진 노드들의 프로세스-신뢰 가능한 생산이 달성될 수 있다. 노드 구조가 그 기하학 구조로 재현될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 용접 프로세스들에서, 즉 먼저 제 1 연선(144)을 용접하고 이어서 적어도 하나의 제 2 연선(148)을 용접할 때, 프로세스 모니터링이 실행될 수 있어 상기 제 1 및 제 2 프로세스 단계들이 용접 플로우 또는 결과를 모니터링하거나 또는 허용오차(tolerances)와 관련하여 상이하게 실행될 수 있다. 개별적인 조절이 가능하며, 즉 상이한 파라미터들 및 허용오차들이 이용된다. 예를 들면, 구리 또는 구리를 함유하는 것으로 이루어진 적어도 하나의 제 1 연선(144)을 용접할 때 요구된 에너지 입력 후 용접 시간이 모니터링될 수 있다. 상기 용접 시간이 미리 결정된 값들 내에 있지 않다면, 상기 용접 프로세스는 적절하게 평가되지 않는다.
알루미늄 또는 알루미늄을 함유하는 것으로 이루어진 적어도 하나의 제 2 연선(148)을 용접할 때 차분 치수가 적용될 수 있으며, 즉 조절 길이 및 그에 따른 상기 압축 챔버(122)의 높이의 변경이 상기 밀착 사양들을 결정한 후 모니터링된다. 미리 결정된 길이가 도달되면, 시스템은 상기 요구된 에너지가 입력됐는지를 확인한다. 이러한 것이 충실하지 않다면 결합이 있는 용접으로 상정된다.
도 6 및 도 7은 "용접될 재료들의 용접 특성들을 상당히 벗어남으로써" 이해되어야 하는 바를 원론적으로 기술하는데 사용된다. 도 6은 노드 단면의 함수로서 용접될 재료들에 도입되는 에너지를 도시하고 있다. 기준 부호(200)로 표시된 상위 곡선은 구리로 이루어진 연선들에 입력된 에너지이다. 상기 노드 단면의 함수로서 입력된 에너지는 특정 에너지라 칭해진다. 곡선(202)은 상기 노드 단면의 함수로서 알루미늄으로 이루어진 연선들에 입력된 에너지를 보여준다. 적절한 용접 결과들을 달성하기 위한 재료에 따라 상기 노드 단면의 함수로서 입력된 에너지 사이의 차가 상당하다는 것을 볼 수 있다.
상기 노드 단면은 상기 압축 챔버의 바닥의 범위를 정하는 소노트로드의 한부분인, 상기 용접 표면에 수직이고 상기 연선들의 길이 축에 수직으로 확장하는 영역이다.
도 7은 재료들인 구리(곡선 300) 및 알루미늄(곡선 302)의 양쪽 모두에 대해 재료 특성으로서 생성될 노드 단면의 함수로서의 압력을 도시한다. 상기 연선들의 스트랜드들 또는 와이어들에 대한 용접 동안 상기 소노트로드의 용접 표면의 방향에서 작용하는 표면 압력인, 상기 노드 단면의 함수로서의 압력이 본 발명의 설명에 따라 용접 순서를 선택하기 위해 재료 특성으로서 선택된다면, 구리를 용접하기 위해 요구된 압력은 알루미늄을 용접하기 위해 요구된 압력과는 상당히 벗어나게 된다. 따라서, 구리를 함유하는 또는 구리로 이루어진 부분적인 노드가 먼저 용접되고, 이후 알루미늄을 함유하는 또는 알루미늄으로 이루어진 연선들이 용접된다.
상기 제 1 및 제 2 재료들은, 상기 제 2 재료를 용접하기 위해 입력되는 압력이 상기 제 1 재료를 용접하기 위한 압력보다 적어도 25% 낮게 된다는 점에서 상기 용접 파라미터 압력과 관련하여 다르게 된다. 이러한 평가에 있어, 용접될 연선들의 동일한 단면 및 상기 압축 챔버의 동일한 폭이 상정된다.
본 발명의 설명에 따라, 용접을 위한 초음파 진동 진폭이 적어도 25%만큼 벗어난다는 것, 즉 상기 제 2 재료에 대한 초음파 진동 진폭이 상기 제 1 재료를 용접하기 위한 초음파 진동 진폭보다 적어도 10% 작게 된다는 점에서 재료 특성이 상이한 연선들이 용접될 수 있다.

Claims (9)

  1. 초음파 용접 디바이스(110)의 조절 가능한 높이 및 폭으로 압축 챔버(122)에서 개별 와이어들을 구비하는 적어도 하나의 제 1 연선(stranded wire)(144)을 개별 와이어들을 구비하는 적어도 하나의 제 2 연선(148)에 용접함으로써 노드를 생성하는 방법으로서, 상기 연선들은 상이한 재료들로 이루어져 있으며, 상기 폭은 적어도 하나의 측면 슬라이드(134)에 의해 조절되고, 상기 높이는 상기 초음파 용접 디바이스의 소노트로드(sonotrode)(116)와 카운터 전극(118) 사이의 거리를 변경함으로써 조절되며, 상기 적어도 하나의 제 1 연선은 상기 적어도 하나의 제 2 연선보다 더 큰 초음파 진동 진폭으로 또는 더 높은 압력 하에서, 더 높은 특정 에너지로 용접되는, 상기 노드 생성 방법에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 연선(144)은 상기 압축 챔버(122) 내에 삽입되어, 그 개별 와이어들이 부분적인 노드(146)에 용접되고, 여기서 상기 압축 챔버는 상기 부분적인 노드가 상기 소노트로드(116) 또는 그 한 부분에 의해 범위가 정해진 상기 압축 챔버의 바닥을 완전히 덮고 상기 적어도 하나의 제 2 연선이 상기 압축 챔버 내의 상기 부분적인 노드 상에 삽입되는 방식으로 폭 B로 설정되며, 상기 압축 챔버를 닫은 후 종합적인 노드를 생성하도록 상기 적어도 하나의 제 2 연선(148)이 상기 부분적인 노드에 용접되고, 여기서 상기 종합적인 노드를 용접할 때의 상기 압축 챔버의 폭은 상기 폭 B와 동일한 것을 특징으로 하는 노드 생성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축 챔버(122)의 폭은 상기 적어도 하나의 제 1 연선(144)이 상기 챔버 내에 삽입되기 전에 생성되도록 상기 노드(160)의 폭 B로 설정되는 것을 특징으로 하는 노드 생성 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 연선(144)을 상기 부분적인 노드(146)에 용접한 후 상기 측면 슬라이드(134)는 감압되고 상기 적어도 하나의 제 2 연선(148)이 용접되기 전에 상기 압축 챔버가 상기 폭 B를 갖도록 압력이 상기 측면 슬라이더에 재적용되는 것을 특징으로 하는 노드 생성 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 및 상기 적어도 하나의 제 2 연선들(144, 148)에 대한 재료들은, 상기 적어도 하나의 제 1 연선의 재료에 대해 상기 적어도 하나의 제 2 연선에 대한 적절한 용접에 대한 것보다 적어도 25% 더 많은 에너지가 적절한 부분적인 노드(146)를 용접하기 위해 입력되도록 선택되는 것을 특징으로 하는 노드 생성 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 연선(144)의 적절한 용접을 평가하기 위해 상기 적어도 하나의 제 2 연선(148)의 적절한 용접을 모니터링하기 위한 프로세스 파라미터와는 다른 프로세스 파라미터가 모니터링되는 것을 특징으로 하는 노드 생성 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 요구되는 에너지 입력은 상기 적어도 하나의 연선(144)의 적절한 용접을 모니터링하기 위해 특정된 용접 시간에 기초하여 모니터링되는 것을 특징으로 하는 노드 생성 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 2 연선(148)의 적절한 용접을 결정하기 위해 상기 압축 챔버(122)의 높이 변경에 따른 에너지 입력, 특히 상기 소노트로드(116)의 방향에서의 상기 카운터 전극(118)의 조절이 모니터링되는 것을 특징으로 하는 노드 생성 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 1 연선(144)의 재료로서 구리 또는 구리 합금이 사용되는 것을 특징으로 하는 노드 생성 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 2 연선(148)의 재료로서 알루미늄 또는 알루미늄 합금이 사용되는 것을 특징으로 하는 노드 생성 방법.
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