Мозаичный ультразвуковой преобразователь

 

И А И=@

О П

Союз Соеетсннх

Соцналнстнчвсюа

Ресяублнк (») ваоааз

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЙТИЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 10.08.7 6 (21) 2398411/l 8-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.78.Бюллетень ¹ 31 (4о) Дата опубликования описания 07.07.78 (51) М. Кл.

В 06 В 1/06

Гевудвретввиквй квнктвт

Свевта Мккквтрвв СССР вв,авлвн кзвбрвтвякк я вткрыткк (53) УДК S34,232 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. М. Колешко я В. Я. Сунка

Институт электраннкн AH Белорусской CCP (71) Заявитель (54) MO3AИЧНЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Иэобретенне относится к ультразвуковой технике н может найти применение в ультразвуковой мнкросварке, Известны ультразвуковые преобразовать

as, содержашне пьезоэлектрнческнй нлн магннтострнкцнонный преобразователь, концентратор, деформнрующнй инструмент н акустические раэвязкн $1), ф) .

Наиболее блнэкнм по технической сущностн к предложенному является мо- 10 эанчный преобразователь, содержашнй концентратор с поеходным стержнем в форме многогранника, as боковых гранях которого закреплены пьезокерамнческне нзлуютелн, я деформнрующнй ннстру- 15

Гз) .

Недостатком этого преобразователя является узкая полоса пропускання по вь1ходному механнческому параметру. Это приводят к уменьшенню амплитуды механического параметра прн изменении резонансных свойств ультразвукового преобразователя прн различных режимах эксплуатацнн ультразвукового мнкросварочного оборудования.

Бель нзобретення - расшнренне полосы пропускання н получение равномерной амплитудно-частотной характернстнкн по механическому выходу. для этого в предлагаемом устройстве пьезокерамнческне нэлучателн выполнены в виде пьезопластнн с переменной толщиной, меняющейся в направлении нзлучення по линейному илн сннусондальному закону, прн этом любые пары пьезопластян, размещенных на смежных гранях переходного стержня, выполнены с протнвоположным по знаку изменением толшнны.

На фнг. 1 представлен преобразова тель с сннусондальным язмененнем тол-! шины пьеэоцластнн; на фнг, 2 - то же, с линейным нэменением толшннь1 пьезог пластин.

Преобразователь содержит переходный стержень правильной формы в виде многогранника 1, на каждую грань которого приклеены пьезаэпементы 2 н

3, концентратор 4, деформнруюшнй ннструмент 5 6 — технологнческая среда (напрнмер- зона микро"варки).

620283

Преобразователь работает следующим:. обре зом.

При подведении высокочастотного переменмого напряжения на пьезоэлементы

2 и 3 в последних за счет обратного пьезоэлектрического эффекта возбуждаются упругие механические колебания, которые распространяются в переходном стержне 1, концентраторе 4 и через деформируюший инструмент 5 вводятся в зону микросварки 6, 3а счет волнообразной (см. фиг. 1) или трапецеидальной (cM. фиг. 2) формы излучающих пьеэоплаетин ширина полосы пропусквния рвс ширяем=я.

Qns пьезоплвстин sin -формы на излучающем торце по его длине должно укладываться h + 3 периодов синусоиды, а амплитуда синусоиды равна . Аналогично, в клине высота одйой грани больше другой на величину <, . (Д -длина волны, Л Я -механическая добротность пьезопластины), Такое выполнение излучателей позволяет получить широкую полосу частот без провалов, Однако амплитудно-частотная характе;ристика от действия только одного пьеэоизлучателя будет пологой. Применение сдвинутых по фазе на g синусоидвль ных пьезоизлучателей, расположенных на цротивоположных гранях, или закрепление пьезоцластин на противоположных гранях с противоположкь м направлением сторон излучения трапе, ции позволяет получить равномерную вмплитупно-частотную характеристику па механическому выходу зв счет получения одинаковой амплитудь суммарного широкополосного спектра возбужпения по длине переходного стержня. Пьезоплвстины на четных и нечетных гранях могут иметь и различные частотные диапазоны, что позволяет еше больше расширить

10 общую полосу лропусквння преобразователя.

Ультразвуковые преобразователи с широкой полосой пропусквния частот по механическому выходу могут быть исполь.зовань в маломощных прецизионных установках, например для ультразвуковой микросвврки элементов полупроводниковых приборов, интегрвлькь.х и гибридных схем, При этом значительно упрощается технология настройки у ьтрвзвуковых установок для сварки, в качество получаемых сварных соединений повышается, Формула изобретения

Мозаичный ультразвуковой преобразователь, содержащий концентратор с переходным стержнем в форме многогранника, на боковых гранях .которого закрэ20 плены пьезокервмические излучатели,, и деформируюший инструмент, о т л и ч аю. ш и и с я тем, что, с целью расширения полосы пропускания и получения равномерной амплитудно-частотной характер ристики по механическому выходу, пьеэокерамические излучатели выполнены в виде пьезопластин с переменной толщиной, меняющейся в направлении излучения по линейному или синусоидвльному звко..у, 3g при атом любые пары пьезоплвстин, размещенных на смежных гранях nepexogного стержня, выполнены с противополож-.

Ъ ным по знаку изменением толщины, Источники информации, принятые во

И внимание при экспертизе;

1. Авторское свидетельство gр 233313 кл. В 06 В 1/06, 1967.

2. Авторское свидетельство М 4S9264, кл. В 06 В 1/06, 1972.

40 3, Гурский Л. И., Колешко В. М. и

Сунка В, Я,, Мозаичный преобразователь для ультразвуковой микросварки, Автоматическая сварка, 1974, N 7.

620283

Составитель Е. Артамонова;

Редактор Т. Иванова Техред, А. Алатырев

Корректор Л. Небола

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4453/7 Тираж 648 Подписное

ИНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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