Волновод для ультразвуковой сварки направленными колебаниями в мегагерцовом диапазоне

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„) 154067 А

4(51) В 23 К 20/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕПЬСТБУ

3 „= (2п+2) Ч вЂ” длина волны в материале натуральный ряд чисел. где Ф

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3 706500/25-2 7 (22) 29. 12.83 (46) 07.05.85. Бюл. Р 17 (72) f0.È.ßmèí, P.Ã.Ìèðçîåâ, В.Ф.Апанасенко и С.Н.Шибякин (53) 621.791.16(088.8) (56) 1. Волноводно-диафрагменная система. Информационный листок ЦНТИ

9. 541.. Красноярск, 1982. (54) (57) ВОЛНОВОД ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ НАПРАВЛЕННЫМИ КОЛЕБАНИЯМИ В МЕГАГЕРЦОВОМ ДИАПАЗОНЕ, содержащий коническую диафрагму с тол щиной стенки, равной половине длины волны, закрепленную на конце стержня, диаметр 2 и высоту Н которого определяют из соотношения

2 =(2„+1) S, Н ñ <103 отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, свободный конец стержня снабжен соосно расположенным на нем дисковым элементом, толщина которого равна половине длины волны, а диаметр определяют из соотношения

1154067

Составитель В.Анохов

Редактор И.Дербак Техред М.Гергель Корректор Н.Король

Заказ 2584/11 Тираж 1086 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к сварке ультразвуковыми колебаниями мегагерцевого диапазона и может быть использовано для точечной и шовной ультразвуковой сварки тонких полимерных пленок.

Цель изобретения — повышение качества сварного соединения.

Поставленная цель достигается тем, что в волноводе для ультразвуковой сварки направленными колебаниями в мегагерцевом диапазоне, содержащем коническую диафрагму с толщиной стенки, равной половине длины волны, закрепленную на конце стержня, диаметр Р и высоту Н которого определяют из соотношения

)3 =(2 +1) 9, Н 610 Я свободный конец стержня снабжен соосно расположенным на нем дисковым элементом, толщина которого равна половине длины волны, а диаметр определяют из соотношения

З„=(2n+2) Ф,,где g — длина волны в материале, натуральный ряд чисел.

На чертеже изображено устройство, Волновод состоит из конической 3Q диафрагмы 1, толщина стенки которой равна половине длины волны с углом при вершащие 136 . Диафрагма в центральной части переходит в стержень 2, диаметр которого d =(2 +1) A и оканчивается расширением в виде диска 3, диаметр которого З, =(?n+2) 3 и с толщиной, равной половине длины волны. Основание конической диафрагмы равно диаметру посадочного места в акустической головке.

Известно, что источником излучения ультразвуковых волн является кварцевая пластина X -среза. Пространство между кварцевой пластиной и волноводом заполняется трансформаторным маслом, которое является переданицей средой. Форма ультразвукового луча зависит от применяемого волновода.

Выпускаемые кварцевые пластины имеют диаметр 50 мм, поэтому увеличение диаметра стержня по зависимости в =(2n+1)Я ограничено. Если и принять ранньм 3, то при длине волны для алюминия =3,12 мм диаметр стержня примерно равен 22 мм, что ведет к уменьшению. площади конической диафрагмы и уменьшению КПД системы.

При дальнейшем увеличении .п нарушается резонанс и система кварцевая пластина — коническая диафрагма перестает работать.

Таким образом, предлагаемая форма стержня с утолщением в виде диска на свободном конце позволяет создать

"бегущие" волны вдоль диаметра диска, и интенсивность центральной части луча ослабляется за счет разложения на продольные и поперечные волны.

Образование зоны соединения происходит только за счет материала, находящегося под диском, что не влияет. на толщину околошовной зоны.

Эффект по сравнению с известным устройством достигается за счет того, что волновод позволяет получить прочность сварного соединения, близкую к прочности основного материала.