[发明专利]超声波焊接装置以及用于超声波焊接的方法

说明书

本发明涉及一种具有超声波发生器(28)和砧座(26)的超声波焊接装置，在其中在超声波焊接时在超声波发生器(28)和砧座(26)之间布置有扁平件(2)以及至少一个接合件(10a)，并且固定元件(8a)形状配合地保持在扁平件(2)和接合件(10a)之间，以及存在贴靠在固定元件(8a)处的阻尼元件(22)，该阻尼元件如此贴靠在固定元件(8a)处，即，在超声波焊接时限制在固定元件(8a)和扁平件(2)和/或接合件(10a)之间的相对运动。

技术领域

本发明涉及一种超声波焊接装置以及一种用于超声波焊接的方法。

背景技术

现今存在多种不同的焊接方法，它们的主要不同仅在于发热的类型。超声波焊接技术在此已经作为经证实的技术特别在机动车中用于牢固地且可靠地连接缆线、接线柱与连接元件。

在超声波焊接方法中，由超声波发生器产生的电振动通过激励单元转变成机械振动并且传送给超声波发生器的焊接工具。超声波发生器将机械振动传递给待焊接的零件、焊接件，其布置在超声波发生器、配合件、砧座之间。通过超声波振动传到焊接件上产生诱导发热的分子间的摩擦。通过由超声波发生器垂直地朝焊接件指向的力将待在超声波发生器和砧座之间进行焊接的零件紧固在焊接部位处，使得出现持久牢固且均匀的焊接连接。

超声波焊接技术的特征尤其在于短的焊接时间以及形成焊接件的牢固且持久的连接。

然而，在超声波焊接中，如果在焊接部位附近布置有可运动的零件，此时是有问题的。虽然在超声波发生器和砧座之间的待焊接的零件通过超声波发生器的垂直地指向该零件的力紧固在焊接部位处，然而其他的布置在焊接部位附近的可运动的零件由于在焊接过程中的机械振动而发生不期望的运动。诱导的运动可为平移运动、旋转运动或振荡运动，它们都可降低焊接连接的质量并且导致表面损伤甚至形成裂缝。

通过简单地压制可运动的零件不能解决该问题，因为在这种情况下引起在可运动的零件以及扁平件和支承面上的不期望的压痕和划痕。

就此而言，涂层工件，例如为了防腐蚀而通常所使用的镀锡表面，特别容易受到表面损伤。

发明内容

为此，本申请的目的在于提供一种用于超声波焊接的装置和方法，其尽可能保护材料地降低由焊接诱导的运动。此外，装置应可尽可能简单地加装到已经存在的系统上。

在超声波焊接装置中，可在超声波发生器和砧座之间布置待焊接的焊接件。在此，将扁平件与接合件或联接件(例如缆线芯，尤其缆线的绞线)借助于超声波焊接(USS)焊接在一起。

在USS中，振动引入扁平件中。该振动可在扁平件上传播并且尤其传递到布置在扁平件处的构件、尤其固定件上。没有固定地与扁平件连接的零件同样开始振动，并且由于由此出现的振动可引起零件表面的损伤。

在此，固定元件可布置在扁平件上并且尤其形状配合地保持在扁平件和接合件之间。但固定元件还可无需接合件地防丢失地布置在扁平件处，例如通过合适地压紧等等。在USS期间贴靠在固定元件处的阻尼元件可具体地如此布置，即，在固定元件和扁平件和/或接合件之间的相对运动在超声波焊接时受到限制，优选地被抑制。

具体地，固定元件借助布置在USS装置处的至少一个阻尼元件来按压使之抵靠扁平件。通过压紧力，一方面使固定元件支撑在扁平件处，使得减小、优选地防止通过USS引入固定元件中的振动。附加地，通过压紧力如此相对扁平件按压固定元件，即，扁平件通过压紧力弹性变形。沿压紧力的方向的伸展在此优选地在0.5和1％之间。通过该伸展使扁平件受到阻尼，从而通过USS引入的扁平件中的振动本身得到衰减。