SU1756049A1 - Ультразвуковой па льник - Google Patents

Abstract

Использование изобретени : дл  лайки и металлизации металлических материалов с использованием легкоплавких припоев. Сущность изобретени : ультразвуковой па  льник содержит вибратор 1 в виде пакета дискретных пьезокерамических пластин, поджатый к нему при помощи волновода 2 и демпфера 3, концентратор 4 ультразвуковой энергии с закрепленными на нем наконечником 5 и нагревательным элементом 6. Волновод 2 снабжен поперечными кольцевыми пазами 7. При подаче напр жени  на обкладки вибратора он возбуждает ультразвуковые колебани  концентратора 4 и за- крепленного н а нем наконечника 5. Наличие поперечных кольцевых пазов обусловливает наибольшую амплитуду колебаний концентратора со стороны кольцевых пазов. Это позвол ет получить эллипсовидную замкнутую траекторию движени  наконечника . 1 ил., % fe VI с  (X 2 ч

Description

Изобретение относитс  к пайке с применением ультразвуковых колебаний и может быть использовано дл  пайки и металлизации металлических материалов с использованием легкоплавких припоев

Известен ультразвуковой па льник, содержащий преобразователь, укрепленный на нем согласующий элемент с волноводом, на котором смонтирована дозирующа  емкость Внутри волновода размещён нагре- ватель.

Недостатком данного устройства  вл етс  сравнительно низка  надежность вследствие несовершенства траектории движени  рабочего наконечника.

Известен также ультразвуковой па льник , содержащий креп щийс  к корпусу волновод с наконечником, обратную св зь дл  настройки в резонанс и генератор, при этом волновод выполнен разъемным со сменным наконечником стержневого типа из т итана и снабжен воздушным радиатором , а обратна  св зь выполнена в виде задающего контураТустайовлё н н ого в генераторе и обеспечивающего настройку под- водимой частоты генератора в резонанс с собственной частотой па льника. ,- Недостатком описанного устройства  вл етс  невысока  надежность вел ёд ствие несовершенства траектории движени  ра- бочёго наконечника

Наиболее близким по технической сущ- HOCTWK предлагаемому  вл етс  ультразвуковой па льник, включающий волновод с размещенным в нем вибратором и концен- тратором ультразвуковой энергии, наконечник с нагревательным элементом, демпфер, установленный между вибратором и стенкой волно вода, предохранительную про- ставку, выполненную из материала, уменьшающего теплопроводность вблизи точки Кюри, размещенную между йаконеч- ико м и концентратором колебаний, при этом вибратор выполнен в виде пакета дис- кр етных пьезокерамических пластин и ст - гивающего элемента без скреплени  между собой пластин, установленного эксцентрично относительно вибратора

Недостатком известного устройства  вл етс  недостаточно высока  надежность при миниатюризации устройства вследствие наличи  осевого канала в пьезокерами- ческом вибраторе, что ограничивает величину его максимальной колебательной мощности, кроме этого, степень миниатюризации устройства ограничена конечной величиной диаметра ст гивающего элемента и величиной его эксцентриситета

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности путем обеспечени  эллипсоидной замкнутой траектории движени  наконечника

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в ультразвуковом па льнике волновод выполнен с поперечными кольцевыми пазами, при этом глубина каждого паза не превышает половины диаметра волновода.

На чертеже представлен ультразвуковой па льник, разрез

Ультразвуковой па льник содержит вибратор 1 в виде пакета дискретных пьезокерамических пластин, поджатый к нему при помощи волновода 2 и демпфера 3 концентратор 4 ультразвуковой энергии с закрепленными на нем наконечником 5 и нагревательным элементом 6. Волновод 2 снабжен поперечными кольцевыми пазами 7.

При подаче синусоидального напр жени  резонансной частоты на обкладки вибратора 1 он, измен   вследствие обратного пьезоэффекта свои геометрические размеры , возбуждает ультразвуковые колебани  концентратора 4 и закрепленного на нем наконечника 5, Вследствие анизотропии жесткости волновода 2, обусловленной наличием поперечных кольцевых пазов 7, амплитуда колебаний концентратора 4 со стороны кольцевых пазов 7 больше, чем с противоположной. Это неравенство амплитуд колебаний позвол ет получить, нар ду с возвратно-поступательными колебани ми наконечника 5, значительную пбперечную составл ющую амплитуды колебаний. Сложение продольной и поперечной составл ющих колебаний позвол ет получить эллипсовидную замкнутую траекторию движени  наконечника 5, т.е. реализуетс  опти- мальна  с точки зрени  надежности реализации процесса пайки траектори  его движени .

Скорость распространени  в твердом теле продольной волны всегда почти в два раза выше скорости распространени  из- гибной волны, разность скоростей волн вызывает посто нный по величине фазовый набег. При сложении взаимно перпендикул рных колебаний одной частоты, но имеющих посто нный фазовый набег, имеет место вращение эллипса траектории в плоскости изгибных колебаний, т.е. траектори  приобретает более выгодную с точки з рени  надежности реализации процесса пайки форму вращающегос  эллипса, при которой активизируютс  процессы натирани  металлизируемой поверхности.

Реализован и испытан ультразвуковой па льник с наружным диаметром корпуса

25 мм. Колебани  наконечника возбуждают- с  шестью шайбами из пьеэокерамихи ЦТС- 23 толщиной 4 мм. При выполнении волновода из пружинной стали марки 65Г оптимальным оказалось количество попе- речных кольцевых пазов, равное трем, при глубине 0,3 диаметра волновода, в случае выполнени  волновода из термообработан- ного дюралюмини  марки В95Т количество пазов было равно двум при глубине их выполнени , равной 1/4 диаметра

Claims (1)

1. Формула изобретени  Ультразвуковой па льник, содержащий волновод, концентратор ультразвуковой энергии, вибратор в виде пакета дискретных пьезокерамических пластин и наконечник с нагревательным элементом, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности путем обеспечени  эллипсоидной замкнутой траектории движени  наконечника, волновод выполнен с поперечными кольцевыми пазами, при этом глубина каждого паза не превышает половины диаметра волновода.