RO122957B1

RO122957B1 - Procedeu de sudare şi nituire cu ultrasunete

Info

Publication number: RO122957B1
Application number: ROA200700466A
Authority: RO
Inventors: Doru Virgil Păuşan
Original assignee: Doru Virgil Păuşan
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2010-05-28

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu de sudare şi nituire cu ultrasunete, folosit pentru îmbinarea, prin suprapunere, a două sau mai multe piese plate sau cu diverse forme geometrice în secţiune transversală. Procedeul conform invenţiei constă în poziţionarea unor piese (1 şi 2) de îmbinat, superioară şi inferioară, introducerea unui bolţ (3) cilindric, având un capăt inferior conic, dispus într-o gaură prevăzută anterior în piesa (1) superioară, urmată de presarea bolţului (3) cilindric cu o forţă (Ps) aplicată prin intermediul unei sonotrode (4) şi vibrarea acesteia în regim ultrasonor, cu o amplitudine (A), astfel încât capătul inferior să se deformeze şi simultan să se sudeze de piesa (2) inferioară, rezultând un punct de sudură (S) între piesa (2) inferioară şi capătul inferior al bolţului (3) cilindric, simultan cu deformarea plastică a capătului superior al bolţului (3) cilindric, ce conduce la realizarea formei dorite a capului bolţului (3) cilindric, formă conjugată cavităţii din extremitatea sonotrodei (4).

Description

Invenția se referă la un procedeu de sudare și nituire cu ultrasunete, pentru îmbinarea, prin suprapunere, a două sau mai multe piese plate.

Sunt cunoscute procedee de sudare cu ultrasunete, folosite pentru îmbinarea, prin suprapunere, a două sau mai multe piese plate sau cu diverse tipuri de secțiuni transversale.

Sunt cunoscute de asemenea procedee de nituire, folosite pentru îmbinarea, prin suprapunere, a două sau mai multe piese plate sau cu diverse tipuri de secțiuni transversale, care folosesc energia mecanică în vederea deformării capetelor unor nituri introduse prin găurile realizate anterior în piese, în poziții convenabile.

Procedeele de nituire prezintă dezavantajul că asigură realizarea îmbinării doar prin nituire, în special în cazul tablelor groase, sau doar prin sudare, prin puncte de sudură mici, în cazul pieselor subțiri, dar în cazul componentelor de îmbinat mai groase, eventual din materiale diferite, nu realizează o rezistență satisfăcătoare.

Mai sunt cunoscute procedee de nituire cu ultrasunete, care îmbină două piese plate din același material sau diferite, și care într-o suprafață a sonotrodei realizează forma dorită, tronconică sau sferică, pentru capul de nit.

Acestea prezintă dezavantajul că nu asigură o rezistență satisfăcătoare.

Problema pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unei îmbinări prin sudare și simultan prin nituire cu ultrasunete, care asigură o rezistență mecanică satisfăcătoare și în cazul îmbinării unor componente mai groase, chiar din materiale diferite.

Procedeul de sudare și nituire cu ultrasunete, conform invenției, rezolvă problema propusă, prin aceea că acesta cuprinde următoarele faze: îmbinarea unei componente superioare cu alta inferioară, din materiale eventual diferite, introducerea unui bolț cilindric, într-o gaură prevăzută anterior în piesa superioară, urmată de presarea bolțului și prin presare bolțul cilindric cu capătul inferior conic se deformează și se sudează cel puțin față de piesa inferioară, rezultând o sudură între piesa de îmbinat inferioară și capătul bolțului, și simultan are loc o deformare plastică a capătului superior al bolțului cilindric, care conduce la realizarea unei forme a capătului superior al bolțului, conjugată cu forma unei cavității din extremitatea sonotrodei.

Procedeul de sudare și nituire cu ultrasunete, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- asigură o îmbinare rezistentă, chiar și în cazul componentelor mai groase, decât cele care se sudează în mod obișnuit prin ultrasunete;

- asigură o bună productivitate a procesului de îmbinare, fiind aplicabil și la îmbinarea componentelor din materiale diferite, de tipul materialelor plastice.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare procedeului de sudare și nituire cu ultrasunete, conform invenției, cu referire la fig. 1 și 2, care reprezintă:

-fig. 1, secțiune axială prin bolțul cilindric, înainte de sudarea propriu-zisă;

- fig. 2, secțiune axială prin îmbinarea cu nit, sudată.

Procedeul de sudare și nituire cu ultrasunete, conform invenției, cuprinde următoarele faze: poziționarea pieselor de îmbinat superioară 1 și inferioară 2, introducerea unui bolț cilindric 3 cu capătul inferior conic în gaura prevăzută anterior în piesa superioară 1, urmată de presarea bolțului 3 cu o forță statică Ps, aplicată prin intermediul unei sonotrode 4 și vibrarea acesteia în regim ultrasonor cu o amplitudine A, stabilite în funcție de natura și dimensiunile materialelor care se asamblează, astfel încât capătul inferior al bolțului cilindric 3 să se deformeze și simultan să se sudeze față de piesa inferioară, rezultând o sudură S între piesa de îmbinat inferioară 2 și capătul inferior al bolțului 3. Simultan are loc și deformarea plastică a capătului superioral bolțului 3, care conduce la realizarea formei dorite

RO 122957 Β1 a capului bolțului, formă conjugată unei cavități din extremitatea sonotrodei. Piesele care 1 contribuie la realizarea îmbinării pot fi din același material, dar pot fi și din materiale diferite, inclusiv materiale plastice; lungimea bolțului 3 trebuie să fie cea rezultată prin calculul 3 geometric de egalitate a volumului bolțului 3, față de volumul final al nitului sudat la partea inferioară. Sonotroda 4 prezintă în zona de contact cu bolțul 3, adică în zona activă, o 5 cavitate care are forma conjugată capului superior al nitului, adică tronconică sau de calotă sferică. Energia acustică introdusă de sonotroda 4 în bolțul 3 se va concentra într-o primă 7 fază în zona de contact al acesteia cu componenta inferioară, producând înmuierea și apoi topirea acestei zone, conducând astfel la sudarea acestora. în următoarea fază a procesului 9 de asamblare, bolțul 3 va atinge, în zona de contact cu sonotroda 4, temperatura de înmuiere, astfel încât aceasta, sub acțiunea forței statice de apăsare Ps, va lua forma zonei 11 active a sonotrodei 4, realizându-se astfel asamblarea componentelor.

Claims

1 Revendicare

3 Procedeu de sudare și nituire cu ultrasunete, pentru îmbinarea prin sudare și deformare plastică, care cuprinde următoarele faze: îmbinarea unei componente superioare (1)

5 cu alta, inferioară (2), din materiale eventual diferite, introducerea unui bolț cilindric (3) într-o gaură prevăzută anterior în piesa superioară (1), urmată de presarea bolțului (3) cu o forță

7 statică (Ps) aplicată sonotrodei (4) și vibrarea acesteia în regim ultrasonor cu o amplitudine stabilită în funcție de natura și dimensiunile materialelor care se asamblează, caracterizat

9 prin aceea că, prin presare, bolțul cilindric (3) cu capătul inferior conic se deformează și se sudează cel puțin față de piesa inferioară, rezultând o sudură (S) între piesa de îmbinat 11 inferioară (2) și capătul bolțului (3), și simultan are loc o deformare plastică a capătului superior al bolțului cilindric (3), care conduce la realizarea unei forme a capătului superior 13 al bolțului (3), conjugată cu forma unei cavității din extremitatea sonotrodei (4).