PL171715B1 - Sposób oporowego spajania elementów w izolacji stalejz cienkimi elementami metalowymi lub metalizowanymi PL - Google Patents

Abstract

Sposób oporowego spajania elementów w izo- lacji stalej z cienkimi elementami metalowymi lub metalizowanymi, w których zaciskach elementy w izolacji sa okadzone i ustawiane w czasie spajania pomiedzy naprzeciwlegle usytuowanymi elektrodami zgrzewarki oporowej, znamienny tym, ze robocze powierzchnie (8, 9) elektrod (5, 6), dociskajacych spajane elementy (1,4), stykaja sie z metalowym lub metalizowanym elementem (4) w osi przewodu (1) na obszarze nie objetym bocznikiem (10). Fig 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oporowego spajania elementów w izolacji stałej z cienkimi elementami metalowymi lub metalizowanymi.

Dotychczas spajanie elementów w izolacji stałej, na przykład przewodów elektrycznych w emalii z łączówkami blaszanymi, odbywało się metodą zgrzewania oporowego lub lutowania po usunięciu izolacji z powierzchni drutów metodą mechaniczną lub chemiczną. Stosowane sposoby spajania, w związku z koniecznością wcześniejszego usuwania izolacji z powierzchni izolowanych elementów, są bardzo pracochłonne. Ponadto operacja usuwania izolacji z powierzchni elementów wiąże się często z uszkodzeniem mechanicznym lub chemicznym samych elementów, w szczególności gdy łączeniu podlegają druty cienkie, rzędu dziesiątych części milimetra. Wady tego sposobu spajania uniemożliwiają wprowadzenie do produkcji szerokiej mechanizacji i automatyzacji procesu.

Inny sposób spajania elementów w izolacji stałej z obejmą, na przykład z działką komutatora, jak to przedstawia rozwiązanie według patentu USA numer 5057661, polega na termokompresyjnym nagrzewaniu elementów w izolacji w wyniku przepływającego przez naturalny bocznik, jaki stanowi zagięcie obejmy, prądu elektrycznego obwodu wtórnego zgrzewarki. Elektroda zgrzewarki stykaj ąca się z całą obejmą, łącznie z bocznikiem, zagniata w niej na gorąco element w izolacji, nie gwarantując zniszczenia izolacji w styku łączonych elementów.

W innym rozwiązaniu, przedstawionym w patencie USA numer 4 034 152, oprócz bocznika naturalnego, czyli przegięcia obejmy, zastosowany jest dodatkowy bocznik w postaci garbu, pozwalający na zwiększenie wartości natężenia prądu zgrzewania. Z uwagi na fakt, iż powierzchnia robocza elektrody styka się z całą powierzchnią obejmy, łącznie z bocznikami, także w tym przypadku następuje termokompresyjne zagniatanie na gorąco elementu w izolacji z obejmą.

Wadą tych sposobów spajania jest brak możliwości stwierdzenia, czy w procesie spajania izolacja została usunięta czy nie, a tym samym czy zapewniony został trwały styk elektryczny pomiędzy przewodem a obejmą. Taki stan rzeczy wymaga, aby po każdej operacji spajania został sprawdzony opór przejścia pomiędzy obejmą a przewodem.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad znanych sposobów spajania i umożliwienie łączenia elementów w stałej izolacji z cienkimi elementami metalowymi lub metalizowanymi bez wcześniejszego usuwania izolacji, a także zapewnienie prawidłowego styku elektrycznego spajanych elementów bez konieczności sprawdzania każdorazowo w odrębnej operacji oporu przejścia pomiędzy nimi.

Cel ten został osiągnięty przez zastosowanie, do łączenia elementów w izolacji stałej z cienkimi elementami metalowymi lub metalizowanymi, w których zaciskach elementy w izolacji są osadzone i ustawione w czasie spajania pomiędzy naprzeciwległe usytuowanymi elektrodami zgrzewarki oporowej, sposobu spajania polegającego na tym, że powierzchnie robocze elektrod dociskających spajane elementy stykają się z metalowym lub metalizowanym elementem w osi przewodu na obszarze nie objętym bocznikiem.

W procesie spajania, wskutek przepływającego przez elektrody o małej powierzchni roboczej oraz zacisk elementu metalowego lub metalizowanego prądu zgrzewania o wymaganej gęstości oraz w wyniku docisku zgrzewania wywołującego w strefie spajania w przewodzie wymagane naprężenie ściskające, następuje odkształcenie elementu w izolacji, przerwanie ciągłości izolacji oraz jej usunięcie ze styków w wyniku spalenia, a następnie w wyniku bezpośredniego przepływu prądu przez oczyszczony element z izolacji następujejego połączenie z obejmą. Ten proces spajania łączy w sobie dwie fazy, pierwszą fazę oczyszczania przewodu z izolacji oraz drugą, główną fazę zgrzewania oporowego. W przypadku zastosowania elementu przewodzącego metalizowanego, na przykład srebrzonego lub cynowanego, połączenie obu elementów następuje w wyniku zlutowania.

Sposób oporowego spajania elementów w stałej izolacji z cienkim elementem metalowym wyjaśniony jest przykładowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku usytuowanie przewodu w zacisku elementu metalowego lub metalizowanego między elektrodami zgrzewarki, a fig. 2-przekrój złącza przewodu z elementem metalowym, wykonanego omawianym sposobem spajania.

W początkowej fazie spajania drut 1 w izolacji 2 osadzony w zacisku 3 cienkiego metalowego lub metalizowanego elementu 4 zaciśnięty jest elektrodami 5 i 6 zgrzewarki oporowej z wtórnym elektrycznym obwodem 7. Podczas włączenia cyklu spajania, w wyniku przepływu prądu, następuje intensywne wydzielanie ciepła w stykach roboczych powierzchni 8 i 9 elektrod 5 i 6 oraz na przegięciu stanowiącym bocznik 10 zacisku 3 elementu 4. W dalszej części cyklu spajania wytworzone ciepło przenika do drutu 1 powodując jego nagrzanie i odkształcenie, przerwanie ciągłości izolacji 2, a następnie jej zniszczenie w wyniku spalania. Tak oczyszczony z izolacji 2 drut 1 przewodzi prąd zgrzewania, a ponieważ robocze powierzchnie 8 i 9 elektrod 5 i 6 nie obejmują obszaru bocznika 10 główna część prądu zgrzewania przepływa teraz przez oczyszczony drut 2 powodując jego zgrzanie w miejscu 11. W końcowej fazie procesu, połączeniu ulega również zacisk 3 w miejscu 12, tworząc zwarty i trwały styk mechaniczny i elektryczny. W końcowej fazie procesu bocznik odgrywa drugorzędną rolę.

Efektem technicznym nowego sposobu spajania przewodu w izolacji z elementem metalowym lub metalizowanym jest możliwość dokonywania, w czasie rzeczywistym procesu spajania, oceny przewodności elektrycznej złącza. Wynika to z rzeczywistego uczestnictwa zespołu tego styku w przewodzeniu prądu w drugiej fazie procesu zgrzewania. Moment zniszczenia izolacji w styku oraz wytworzenia dobrego złącza i styku elektrycznego pomiędzy przewodem a obejmą sygnalizowanyjest przez nagły wzrost natężenia prądu zgrzewania i spadek oporu dynamicznego obszaru zgrzewania.

W tym sposobie spajania, korzystając z nowoczesnej aparatury komputerowej, możliwe jest monitorowanie i kontrolowanie procesu spajania w czasie rzeczywistym, co gwarantuje dobrą i powtarzalną jakość produkcji. Wynalazek ten może być zastosowany przy produkcji urządzeń i aparatury elektrycznej dla różnych gałęzi przemysłu.

171 715

r

Fig.1

Fig. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób oporowego spajania elementów w izolacji stałej z cienkimi elementami metalowymi lub metalizowanymi, w których zaciskach elementy w izolacji są osadzone i ustawiane w czasie spajania pomiędzy naprzeciwległe usytuowanymi elektrodami zgrzewarki oporowej, znamienny tym, że robocze powierzchnie (8,9) elektrod (5,6), dociskających spajane elementy (1, 4), stykają się z metalowym lub metalizowanym elementem (4) w osi przewodu (1) na obszarze nie objętym bocznikiem (10).