Устройство для контроля качества микросварки

 

Союз Советския

Социамистмческмя

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ())) 942922 (61) Дояолмительмое к авт. свил-ву— (22)заявлено 01.08. 80 (21) 2966284/25-27 с присоединением заявки М— (23) Прморитет—

Опубликовамо 15 ° 07. 82. Бюллетень pgе 26

Дата опубликования описанмя 15 07 82 (53)М. Кл.

В 23 К 20/10

1ввудэрстее«яы«век«тет ь.ььР вв алая «еаеретея«я

«етерыт«« (53) УДК 621.791. .16.037(088,8) А. В. Братников, А. Д. Георгиади,,Г. АЪ.Л4@ЦЧ вд.» и А. Е. Суковицын

1 (72) Авторы изобретения

Московский научно-исследовательс институт (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

МИКРОСВАРКИ

Изобретение относится к микроэлектронной технике и может быть использовано для контроля качества микросварки непосредственно в процессе создания микросварного соединения.

Известны устройства,. позволяющие контролировать процесс микросварки путем измерения амплитуды колебания сварочного инструмента и оценки ее измерения во времени 1).

Однако такой вид контроля не является универсальным и возможен только для процессов ультразвуковой микросварки.

Известно устройство контроля микросварки, позволяющее контролировать процесс путем пропускания электрического тока через сварной контакт (2 ).

Однако применение данного устрой- уо ства ограничено достаточно небольшой . областью, так как в большинстве случаев пропускание тока через контакт либо невозможно, либо сопряжено со

2 значительными техническими трудностями.

Известно устройство, позволякнцее контролировать процесс микросварки по взаимосвязи прочности на срез с деформацией присоединяемого проводника и амплитудой ультразвуковых колебаний.

Устройство состоит из датчиков тем" пературы, осадки и амплитуды колебаний, схем умножения, извлечения" квадратного корня, деления и дифференциатора. Процесс прекращается при достижении максимальной прочности на срез j3).

Недостатком известного устройства . является низкая точность контроля.

Известно также устройство измере- . ния величины и скорости деформации присоединяемого проводника в процессе микросварки. Оно состоит из датчика перемещения, компенсационной схемы, дифференциатора и схемы формирования сигнала. Однако полученные сигз 94292 налы осадки и скорости осадки, которые позволяют судить о качестве создаваемого сварного соединения, выводятся на осциллограф (4).

Недостатком известного устройства является то, что оно предусматривает только визуальный контроль сварного соединения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройст- 1О во контроля качества микросварки, содержащее датчик, механически связанный со сварочным инструментом и механизмом перемещения, вход которого соединен с блоком управления, первый вход которого, в свою очередь, соединен с датчиком, а второй — с первым выходом блока запуска, первый вход которого соединен со вторым выходом блока управления, блок формирова- >о ния сварочного импульса, электрически связанный со сварочным инструментом, два компаратора, с поданными на их вторые и третьи входы соответствующими опорными напряжениями, и индикатор (5).

Недостатком известного устройства является низкое качество контроля сварного соединения, так как контроль осуществляется только по деформации

ЗО присоединяемого проводника.

Цель изобретения — улучшение качества контроля микросварки непосредственно в процессе создания сварного соединения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик, механически связанный со сварочным инструментом и механизмом перемещения, вход которого соединен с блоком управ4О ления, первый вход которого, в свою очередь, соединен с датчиком, à BTG рой — с первым выходом блока запуска, первый вход которого соединен со вторым выходом блока управления, блок

45 формирования сварочного импульса, электрически связанный со сварочным инструментом, два компаратора с поданными на их вторые и третьи входы соответствующими опорными напряжениями и индикатор, введены схема задержки и последовательно соединенные блок формирования уровня, дифференциатор, четыре триггера, третий компаратор, Ф на второй вход которого подано напряжение нулевого уровня, первый и второй элементы совпадения сигналов, выход второго элемента совпадения соединен со входом индикатора, при этом выход схемы задержки соединен со входом блока формирования сварочного импульса, а вход ее соединен со вторым выходом блока запуска, второй вход блока запуска соединен с выходом датчика, а третий выход блока запуска соединен со входом блока формирования уровня, выход которого соединен с первым входом первого компаратора, два выхода которого через первый и второй триггеры соединены с первым и вторым входами второго элемента совпадения, выход дифференциатора соединен с первым входом второго компаратора, выходы которого через третий и четвертый триггеры соединены с третьим и четвертым входами второго элемента совпадения, выход первого элемента соединен с пятым входом второго элемента совпадения и третьим sxoдом блока запуска, четвертый вход второго элемента совпадения соединен со вторым входом первого элемента совпадения, а на вторые входы триггеров.поданы импульсы сброса.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство состоит из блока управления 1, который управляет механизмом перемещения 2, датчика 3, сварочного инструмента 4, на который подается сигнал с блока формирования сварочного импульса 5 и схемы задержки 6. Кро-ме того, в состав устройства входят блок запуска 7, блок формирования уровня 8, соединенный с первым компаратором 9 и дифференциатором 10, который, в свою очередь, связан со вторым компаратором 11 и третьим компаратором

12. Устройство также состоит из четырех триггеров 13-16, элементов совпадения 17 и 18, а также индикатора 19.

Устройство работает следующим образом.

В момент касания сварочным инструментом 4 свариваемых материалов, срабатывает датчик 3, с которого через блок управления 1 сигнал поступает на механизм перемещения 2, и перемещение инструмента прекращается. С выхода блока управления 1 сигнал поступает на первый вход блока запуска 7, который подключает выход датчика 3 к входу блока формирования уровня 8 и запускает схему задержки 6. За время задержки запуска сварочного импульса

6

5 94292 пульса 5 импульс поступает на сварочный инструмент 4 и начинает процесс сварки. Снимаемый сигнал поступает на первый компаратор 9, где он контролируется по нижнему и верхнему гранич-5 ным,значениям (U< и U<), а также поступает на вход дифференциатора 10.

С выхода дифференциатора 10 сигнал подается на второй компаратор 11, где он также контролируется по нижнему и верхнему граничным значениям (U> и Ц и, кроме того, поступает на третий компаратор 12. На третьем компараторе

12 происходит проверка изменения скорости деформации до значений, близких 15 к нулю (Б5). С выхода третьего компаратора 12 сигнал поступает на вход элемента совпадения 17. На второй

его вход поступает сигнал, прошедший сравнение по нижнему граничному уровню во втором компараторе 11. В случае, если скорость деформации превзошла нижний граничный уровень, а потом упала до определенного значения, задаваемого У5, элемент совпадения 17 сработает и сигнал поступит на элемент совпадения 18 и третий вход блока запуска 7. При этом на элемент совпадения 18 поступают также сигналы, прошедшие сравнение во втором и тре- 3В тьем компараторах 11 и 12. В случае, если сигналы лежат в допустимых пределах и сработал элемент совпадения

17, сработает элемент совпадения 18, на выходе которого находится индика- 35 тор 19. Сигнал,.поступивший на третий вход блока запуска 7, запускает блок запуска 7, который отключает датчик

3 от входа блока формирования уровня

8, подает сигнал на вход блока управления 1 и производит сброс триггеров

13-16 (U

1Блок управления 1 осуществляет запуск механизма перемещения 2, поднимающего сварочный инструмент 4.

В случае, если не срабатывает элемент 17, процесс останавливается и может быть запущен с помощью ручного устройства запуска.

Данное устройство контроля качества5 микросварки позволяет увеличить выход потенциально надежных изделий и уменьшить время монтажа, так как дефектное изделие при отсутствии данного устрой55 ства обнаруживается только на последующих операциях. Причем промежуток времени может быть довольно значительным из-за особенностей технологичес2 6 кого цикла производства изделий электронной техники.

Устройство для контроля качества микросварки, содержащее датчик, механически связанный со сварочным инструментом и механизмом перемещения, вход которого соединен с блоком управления, первый вход которого, в свою очередь, соединен с датчиком, а второй - с первым входом блока запуска, первый вход которого соединен с вторым выходом блока управления, блок формирования сварочного импульса, электрически связанный со сварочным инструментом, два компаратора с поданными на их вторые и третьи входы соответствующими опорными натяжениями и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества контроля микросварки непосредственно в процессе сварки, в устройство введены схема задержки и последовательно соединенные блок формирования уровня, дифференциатор, четыре триггера, третий компаратор, на второй вход которого подано напряжение нулевого уровня, первый и второй элементы совпадения сигналов, выход второго элемента совпадения соединен с входом индикатора, при этом выход схемы задержки соединен с входом блока формирования сварочного импульса, а вход ее соединен с вторым выходом блока запуска, второй вход блока запуска соединен с выходом датчика, а третий выход блока запуска соединен с входом блока формирования уровня, выход которого соединен с первым входом первого компаратора, два выхода которого через первый и второй триггеры соединены с первым и вторым входами второго элемента совпадения, выход дифференциатора соединен с. первым входом второго компаратора, выходы которого через третий и четвертый триггеры соединены с третьим и четвертым входами второго элемента совпадения, выход первого элемента совпадения соединен с пятым входом второго элемента совпадения и третьим входом блока запуска, четвертый вход второго элемента совпадения соединен с вторым входом первого элемента совпадения, а на вторые входы триггеров поданы импульсы сброса.

942922 8 ля качества сварных соединений при ультразвуковой микросварке. — "Сварочное производство", 1980, И 5, с. 38.

ВНИИПИ Заказ 4060/16 Тираж 1153 Подписное филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Головин В. M., Горожанцев В. И

Куликов В. T., Рыдзевский А. П., Шуньков С. И., Яковлев И. П. Универсальная ультразвуковая установка микросварки ЭМ-423M . - "Электронная промышленность", 1978, N 6, с. 34-36.

2. Авторское свидетельство СССР

И 667360, кл. В 23 K 19/04, 1978.

3. Акимов В. Н., Рыдзевский А. П., Твердов О. К. Устройство для контро4. Рыдзевский А. П., Акимов В. Н.

Исследование скорости пластической деформации соединений при ультразвуковой микросварке. - "Электронная тех О ника", Сер. 7у 1980, И 1, с. 34-41.

5. Патент Великобритании И 1369042, кл. В 23 К 19/00, 1971 (прототип).