SU1320031A1

SU1320031A1 - Machine for resistance spot ultrasonic welding

Info

Publication number: SU1320031A1
Application number: SU864013625A
Authority: SU
Inventors: Михаил Денисович Банов; Юрий Алексеевич Яковлев; Юрий Федорович Зотов
Original assignee: Тольяттинский политехнический институт
Priority date: 1986-01-27
Filing date: 1986-01-27
Publication date: 1987-06-30

Abstract

Изобретение относитс к оборудованию дл контактной электросварки с вводом ультразвуковых колебаний. Изобретение позвол ет повысить качество сварки и снизить энергозатраты путем улучшени акустических свойств электродного узла. Машина снабжена подвижным электрическим контактом между токоведущими цапфами и токоведущими элементами концевой части вторичного контура. Преобразователь ультразвуковых колебаний расположен эксцентрично и выполнен из двух самосто тельных частей, кажда из которых включаетс от генератора ультразвуковых колебаний в моменты, сдвинутые по фазе на полволны. 3 з.п. ф-лы, 4 ил. СО ГО о ООThe invention relates to equipment for resistance welding with the introduction of ultrasonic vibrations. The invention improves the quality of welding and reduces energy consumption by improving the acoustic properties of the electrode assembly. The machine is equipped with a movable electrical contact between current-carrying trunnions and current-carrying elements of the end part of the secondary circuit. The ultrasonic vibration transducer is located eccentrically and is made up of two independent parts, each of which is switched on from the ultrasonic vibration generator at times that are out of phase by half of the wave. 3 hp f-ly, 4 ill. SO GO about OO

Description

Изобретение относитс к контактной точечной сварке с ультразвуком и может быть использовано в машиностроении дл соединени деталей металлоконструкций без предварительной подготовки поверхностей свариваемых деталей.The invention relates to resistance spot welding with ultrasound and can be used in mechanical engineering for joining metal structures without first preparing the surfaces of the parts to be welded.

Целью изобретени вл етс повышение качества сварки путем улучшени акустических свойств электродного узла за счет создани подвижного электрического контактировани токоведущего трансформатора колебаний и эксцентричного расположени преобразовател ультразвуковых колебаний .The aim of the invention is to improve the quality of welding by improving the acoustic properties of the electrode assembly by creating a movable electrical contacting of the current-carrying oscillation transformer and an eccentric arrangement of the ultrasonic vibration transducer.

На фиг. 1 представлена блок-схема машины дл контактной точечной ультразвуковой сварки; на фиг. 2 - токо- ведущий элемент машины дл контактной точечной ультразвуковой сварки; на фиг. 3 - вид А на фиг. 1; на фиг. 4 - электродный узел в разобранном виде, изометри .FIG. Figure 1 shows a block diagram of a spot contact ultrasonic welding machine; in fig. 2 - current-leading element of the machine for resistance spot ultrasonic welding; in fig. 3 is a view A of FIG. one; in fig. 4 - electrode assembly disassembled, isometric.

Машина дл контактной точечной ультразвуковой сварки состоит из сварочного трансформатора 1, прерывател 2 сварочного тока, вторичного контура 3, пульта 4 управлени , привода 5 сжати , ультразвукового генератора 6, двух электродных узлов 7, каждый из которых содержит преобразователь 8 ультразвуковых колебаний , и соединенного с ним трансформатора 9 колебаний с гнездом 10 на свободном торце дл размещени электрода 11. Токоведущий трансфор- ,матор 9 колебаний снабжен двум то- коведущими цапфами 12, которые устанавливаютс в ложементах 13 корпуса токоведущего элемента 14. Последний снабжен выступом 15 и двум отверсти ми 16, а также сквозным окном 17 дл размещени водоохлаждаемого кожуха 18 преобразовател 8 ультразвуковых колебаний. Преобразователь 8 ультразвуковых колебаний выполнен из двух самосто тельных частей, разнесенных одна относительно другой на рассто ние, равное диаметру во- доохлаждаемой трубки 19, проход щей между ними. Кажда часть преобразовател ультразвуковых колебаний питаетс самосто тельно током от генератора ультразвуковых колебаний со сдвигом по фазе на полволны. Дл одновременного охлаждени преобразовател 8 ультразвуковых колебаний.The machine for resistance spot ultrasonic welding consists of a welding transformer 1, a welding current interrupter 2, a secondary circuit 3, a control panel 4, a compression drive 5, an ultrasonic generator 6, two electrode assemblies 7, each of which contains an ultrasonic vibration converter 8, and connected to A transformer 9 oscillations with a socket 10 on a free end for accommodating the electrode 11. The current-carrying transformer, the oscillator 9 is equipped with two current-carrying pins 12, which are installed in the cradle 13 the current-carrying element 14. The last is provided with a projection 15 and two openings 16, as well as a through window 17 for accommodating the water-cooled jacket 18 8 ultrasonic vibration transducer. The transducer 8 of ultrasonic vibrations is made of two independent parts, spaced apart from one another by a distance equal to the diameter of the water-cooled tube 19 passing between them. Each part of the ultrasound transducer is independently powered by a current from the ultrasonic oscillator with a phase shift of half a wave. For simultaneous cooling of the transducer 8 ultrasonic vibrations.

вьшолненного из двух самосто тельных частей и сварочного электрода 11, электродный узел снабжен водо- охлаждаемой трубкой 19, проход щей сквозь водоохлаждаемый канал 20 трансформатора 9 колебаний, и двум штуцерами 21 дл подвода и отвода воды. Цапфы электродного узла в торцовых част х содержат осевые глухие отверсти 22, а Токоведущий элемент снабQ жен двум пластинами 23, прикрепленными к его торцам и содержащими nq резьбовому отверстию 24 дл размещени в осевых отверсти х цапф двух болтов 25. Токоведущий элемент 14Completed from two independent parts and the welding electrode 11, the electrode assembly is provided with a water-cooled tube 19 passing through the water-cooled channel 20 of the oscillating transformer 9, and two nozzles 21 for supplying and discharging water. The studs of the electrode assembly in the face parts contain axial blind holes 22, and the Current-carrying element is provided with two plates 23 attached to its ends and containing nq threaded hole 24 for placing two bolts 25 in the axial holes of the axles.

5 прикреплен к концевой части вторичного контура болтами 26.5 is attached to the end portion of the secondary circuit with bolts 26.

Машина дл контактной точечной ультразвуковой сварки работает следующим образом.Machine for contact spot ultrasonic welding works as follows.

0 В исходном положении ультразвукова колебательна система в виде электродного узла находитс в подн том положении относительно свариваемых деталей. По команде с пульта0 In the initial position, the ultrasonic oscillatory system in the form of an electrode assembly is in a raised position relative to the parts to be welded. By command from the remote

5 4 управлени происходит сближение электродных узлов 7 и сжатие деталей 27. Затем включаетс ультразвуковой генератор 6 и сварочный трансформатор 1. При этом на электродный5 4 control, the electrode assemblies 7 come together and the parts 27 are compressed. Then, the ultrasonic generator 6 and the welding transformer 1 are turned on. At the same time, the electrode

0 узел 7 одновременно или по программе подаютс сварочный ток и ультразвуковые колебани . После определенной выдержки ток и ультразвуковые колебани прекращаютс Jэлектроды развод тс в исходное состо ние, цикл сварки заканчиваетс .0 node 7, welding current and ultrasonic vibrations are simultaneously or programmed. After a certain exposure, the current and ultrasonic oscillations cease. The electrodes are diluted to the initial state, the welding cycle ends.

Волнова система электродного узла вл етс резонансной дл продольно-поперечных колебаний на свариваеQ мых детал х и равна 1,25 Л ( Л - длина продольной.волны). Размеры радиуса цапф равны четверти продольной волны. Это св зано с тем, что акустическа система с четвертьволновойThe wave system of the electrode assembly is resonant for longitudinal-transverse oscillations at the welding parts and is equal to 1.25 L (L is the length of the longitudinal wave). The dimensions of the radius of the trunnions are equal to a quarter of the longitudinal wave. This is due to the fact that a quarter-wave speaker system

5 разв зкой обладает низким выходным импедансом и служит хорошей разв зкой между нагрузкой на электрод и преобразователем ультразвуковых колебаний . Кроме того, собственный резоQ нанс цапф соответствует резонансной частоте преобразовател , тем; самым он не оказывает вли ни на добротность системы.5 isolation has a low output impedance and serves as a good isolation between the load on the electrode and the transducer of ultrasonic vibrations. In addition, the self-resonance of the pins corresponds to the resonant frequency of the transducer; by itself, it does not affect the quality of the system.

Технический эффект достигаетс Technical effect is achieved

за счет повышени добротности ультразвуковой системы, котора позвол ет производить сварку деталей без их предварительной зачистки и снизить установочную мощность контактной ма5 by increasing the quality factor of the ultrasound system, which allows welding parts without their prior cleaning and reducing the installation power of the contact machine

шины по крайней мере на пор док при сокращении основного преимущества контактной сварки - ее высокой производительности , достигающей сорок - п тьдес т точек в минуту.tires, at least in order, while reducing the main advantage of resistance welding — its high performance, reaching forty to fifty points per minute.

Claims

1. A machine for resistance spot ultrasonic welding, comprising a welding transformer, a welding current interrupter, a secondary circuit, a compression drive, an ultrasonic generator and two electrode assemblies, each equipped with an ultrasonic vibration transducer (UT), enclosed in a water-cooled housing with fittings and a water-cooled ultrasonic oscillation transformer with a socket for placing an electrode, characterized in that, in order to improve the quality of welding by improving the acoustic properties electrode assembly, each transformer is provided with two conductive pins and the water-cooled tube disposed in the cavity of the transformer, and the secondary circuit is provided with two conductive elements, each of which could formed as a housing with you

O 5 0 0

five

containers for current-carrying trunnions with a contact ledge placed in the middle part of the housing and a through window made inside the housing in which the water-cooled housing with the UZK converter is placed, while the UZK converter is made of two parts mounted in a water-cooled housing at a distance of one another equal to the diameter of the water-cooled tube

2. The machine as claimed in claim 1, in connection with the fact that one end of the water-cooled tube is connected to the water-cooled fitting of the housing and the other end is made with a beveled surface and is placed at the end of the electrode.

3. The machine according to claim 1, characterized in that the current carrying pins are located perpendicular to the axis of the body of the current-carrying element of the secondary circuit.

4. Machine on PP. 1-3, characterized in that the ends of the tokopush 1x trunnions have blind holes, and the current-carrying elements of the secondary circuit are provided with two plates attached to the ends of the current-carrying trunnions.

fib, 1

nake

17

P

2S

12

Vida

12

eight

F

1f

fie.Z

12

//

w

974 / e. four