用于通過(guò)焊接相同寬度的兩個(gè)焊點(diǎn)加工節(jié)點(diǎn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在超聲波焊接裝置的可調(diào)整高度和寬度的壓縮室里面通過(guò)焊接不同材料的包括至少一單根導(dǎo)線的第一多股線與包括至少一單根導(dǎo)線的第二多股線加工節(jié)點(diǎn)的方法，壓縮室的寬度通過(guò)至少一側(cè)面滑塊調(diào)整并且壓縮室高度通過(guò)超聲波焊接裝置的超聲探頭與對(duì)應(yīng)電極之間的距離變化調(diào)整，其中至少一第一多股線以比至少一第二多股線更高的單位能量或者更高的壓力或者更大的超聲波振蕩振幅焊接。
【背景技術(shù)】
[0002]為了加工節(jié)點(diǎn)、即過(guò)渡節(jié)點(diǎn)或終端節(jié)點(diǎn)在常見(jiàn)的應(yīng)用中原則上由相同的材料組制成多股線，因?yàn)榉駝t不能實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的焊接結(jié)果。
[0003]如果將由鋁或鋁材料的單根導(dǎo)線或者芯線制成的多股線相互焊接或者與實(shí)心的載體焊接，則顯示出缺陷，導(dǎo)入的焊接能量導(dǎo)致，鋁在圓周上流動(dòng)，在超聲探頭表面或者在壓縮室的側(cè)面邊界上形成合金，在壓縮室中焊接多股線。為了盡管其鋁線材也相互間且與銅制的載體焊接，按照DE 10 2007 026 707 B3選擇特殊的壓縮室形狀，它由具有敞開(kāi)的梯形的幾何形狀的超聲探頭焊接面限制。
[0004]為了使鋁和/或銅制的涂漆的線材利用超聲波連接，DE102 29 565 B4設(shè)有一個(gè)包裹端部，它尤其由銅材料制成，在其中加入線材，然后利用超聲波作用焊接。
[0005]按照DE 10 2005 048 368 B3的用于在電導(dǎo)體之間建立焊連接的方法的特征在于，第一自身剛性的電導(dǎo)體逐漸地與第二電導(dǎo)體如多股線焊接。由此得到的優(yōu)點(diǎn)是，與第一電導(dǎo)體要連接的第二導(dǎo)體的總橫截面可以大于多股線的橫截面，它們通常可以通過(guò)要使用的超聲波焊接裝置焊接。
[0006]由DE10 2011 014 801 Al給出一種用于焊接多股線的方法，在該方法中首先將細(xì)的第一導(dǎo)體焊接成第一節(jié)點(diǎn)，然后將這個(gè)節(jié)點(diǎn)與粗的第二導(dǎo)體焊接成總節(jié)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是，這樣改進(jìn)上述形式的方法，使由第一種材料制成的多股線與第二種材料的多股線可以這樣焊接成節(jié)點(diǎn)，使得可以實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的焊接結(jié)果，尤其可重復(fù)地實(shí)現(xiàn)要建立的節(jié)點(diǎn)的幾何形狀和抗拉強(qiáng)度和殼強(qiáng)度，第二種材料與第一種材料具有明顯不同的焊接特性。明顯不同的焊接特性意味著，用于實(shí)現(xiàn)符合規(guī)定的焊接的單位能量、最佳的焊接壓力和/或最佳的振幅相互間顯著不同，如同由圖6和7給出的那樣。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本發(fā)明主要規(guī)定，將至少一第一多股線襯入到壓縮室里面，然后焊接其單根導(dǎo)線成部分節(jié)點(diǎn)，其中所述壓縮室在寬度B上這樣調(diào)整，使部分節(jié)點(diǎn)完全遮蓋被超聲探頭或者這個(gè)超聲探頭段限制的壓縮室底部，接著打開(kāi)壓縮室，將至少一第二多股線放到壓縮室里面的部分節(jié)點(diǎn)上面，然后在關(guān)閉壓縮室以后焊接至少一第二多股線與部分節(jié)點(diǎn)成總節(jié)點(diǎn)，其中在焊接總節(jié)點(diǎn)時(shí)壓縮室的寬度等于寬度B。
[0009]按照本發(fā)明這樣實(shí)現(xiàn)由單根導(dǎo)線組成的不同材料的多股線的兩級(jí)焊接，在壓縮室里面首先由第一多股線或許多第一多股線焊接部分節(jié)點(diǎn)，對(duì)于部分節(jié)點(diǎn)例如與另一由其它材料組成的第二多股線相比需要更多的焊接能量。附加地這樣調(diào)整壓縮室，使用于加工節(jié)點(diǎn)所需的第一多股線或者所需的許多第一多股線完全遮蓋壓縮室底部，由此在焊接以后提供部分節(jié)點(diǎn)，它遮蓋底部。在此由超聲探頭或者超聲探頭段形成底部。
[0010]在焊接部分節(jié)點(diǎn)以后打開(kāi)壓縮室，不改變壓縮室的寬度調(diào)整。但是未改變的寬度調(diào)整不排除，在結(jié)束第一焊接步驟以后可以使側(cè)面滑塊壓力卸載，由此在襯入至少一第二多股線時(shí)按照寬度提供更大的壓縮室供使用。但是這不是強(qiáng)制的特征。而是壓縮室寬度可以在打開(kāi)壓縮室時(shí)保持不變。換言之，如果需要可以減小頂壓力，或者說(shuō)使側(cè)面滑塊無(wú)壓力，用于尤其能夠無(wú)問(wèn)題地抬起砧板，用于打開(kāi)壓縮室。
[0011 ]然后將第二多股線或者許多第二多股線放入到打開(kāi)的壓縮室里面的部分節(jié)點(diǎn)上，然后在關(guān)閉壓縮室以后對(duì)應(yīng)于必需的焊接能量對(duì)于第二多股線或者許多第二多股線導(dǎo)入焊接能量，用于使第二多股線或許多第二多股線的單根導(dǎo)線在所需的圓周上相互間并且與部分節(jié)點(diǎn)焊接。在這個(gè)第二焊接工藝步驟中對(duì)應(yīng)于按照本發(fā)明的理論壓縮室具有寬度B，在第一焊接工藝步驟中壓縮室已經(jīng)調(diào)整到這個(gè)寬度。
[0012]尤其規(guī)定，將壓縮室的寬度調(diào)整到要加工的節(jié)點(diǎn)的寬度并且在焊接期間保持不變。
[0013]在觀察這些措施時(shí)已經(jīng)令人驚奇地證實(shí)，在節(jié)點(diǎn)的例如強(qiáng)度或幾何形狀方面可以實(shí)現(xiàn)恒定的焊接結(jié)果。與不是以給定的要焊接的多股線順序逐漸襯入的方法相比也以顯著的程度不發(fā)生芯線變形或者芯線中斷。
[0014]根據(jù)按照本發(fā)明的理論可以調(diào)整在部分節(jié)點(diǎn)與第二多股線或許多第二多股線之間的連接面，由此以所期望的范圍提供連接面供使用，該連接面考慮不同的材料和其焊接參數(shù)。由此尤其可以加大焊接寬度。
[0015]優(yōu)選至少一第一多股線由銅或銅合金制成和/或至少一第二多股線由鋁或鋁合金制成。
[0016]其它特征由從屬權(quán)利要求給出。
【附圖說(shuō)明】
[0017]本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)、優(yōu)點(diǎn)和特征不僅由權(quán)利要求、由權(quán)利要求給出的特征(單獨(dú)和/或組合地)給出，而且也由下面的由附圖給出的優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明給出。附圖示出:
圖1超聲波焊接裝置的原理圖，
圖2至5用于焊接節(jié)點(diǎn)的方法流程原理圖，
圖6在多股線中輸入能量與要加工的節(jié)點(diǎn)橫截面以及多股線材料的關(guān)系的曲線圖和圖7用于焊接必需的壓力與要加工的節(jié)點(diǎn)橫截面和多股線材料的關(guān)系的曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在圖1純?cè)淼厥境龀暡ê附友b置，通過(guò)它對(duì)應(yīng)于按照本發(fā)明的理論焊接多股線成過(guò)渡節(jié)點(diǎn)或者最終節(jié)點(diǎn)，它們由具有明顯不同焊接特性的材料組成。明顯不同的焊接特性原則上意味著，要焊接的材料在單位能量、壓力或超聲波振蕩的焊接振幅方面以大于25%相區(qū)別。在此單位能量是每平方毫米要焊接的多股線要導(dǎo)入的能量，用于實(shí)現(xiàn)符合規(guī)定的焊接結(jié)果。在此壓力是表面壓力，它在超聲探頭、即其限制壓縮室的表面的方向上作用于要焊接的多股線或者要焊接的許多多股線。
[0019]換言之，用于焊接第二材料所需的壓力至少以25%小于用于焊接第一材料的壓力，其中要焊接的材料的相同橫截面以壓縮室的相同寬度為基礎(chǔ)。
[0020]在焊接第二材料時(shí)振蕩振幅至少10%小于在焊接第一材料時(shí)的振蕩振幅，其中以要焊接的第一或第二材料的相同橫截面為基礎(chǔ)。
[0021]所述布置包括超聲波焊接裝置110，它以習(xí)慣的方式包括變流器112、必要時(shí)的升壓器114以及超聲探頭116，它們總體上稱(chēng)為振蕩器。對(duì)超聲探頭116或超聲探頭段附設(shè)多體的對(duì)應(yīng)電極118、也稱(chēng)為砧板，以及側(cè)面滑塊134。與此相關(guān)的結(jié)構(gòu)在DE 37 19 083 Cl中廣泛地描述，請(qǐng)?jiān)敿?xì)參考其公開(kāi)內(nèi)容。
[0022]超聲探頭116或其表面、對(duì)應(yīng)電極118以及滑塊120限制壓縮室122，在其中襯入要焊接的由單根導(dǎo)線或芯線組成的第一和第二多股線并且焊接。
[0023]變流器112通過(guò)導(dǎo)線123與激勵(lì)器124連接，激勵(lì)器本身通過(guò)導(dǎo)線126導(dǎo)引到計(jì)算機(jī)128，通過(guò)它控制焊接過(guò)程并且可以在其中輸入焊接參數(shù)或者調(diào)出存儲(chǔ)的值。對(duì)此請(qǐng)參照早就公知的技術(shù)。
[0024]通過(guò)相應(yīng)的超聲波焊接裝置和包括壓縮室122的超聲波焊接裝置按照本發(fā)明使第一和第二多股線焊接成最終節(jié)點(diǎn)或過(guò)渡節(jié)點(diǎn)。利用圖2至5解釋焊接時(shí)的方法過(guò)程，在其中對(duì)于相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。
[0025]圖2至5示出壓縮室122與限制壓縮室的部件的局部。壓縮室122在底部由超聲探頭116的表面130限制，它起到焊接面的作用。壓縮室122在側(cè)面通過(guò)在雙箭頭132方向上可調(diào)整的側(cè)面滑塊134和對(duì)置地由所謂的滑移板136限制，滑移板形成對(duì)應(yīng)電極118的一部分?；瓢?36容納橫梁138，它可以對(duì)應(yīng)于雙箭頭140調(diào)整并且在壓縮或焊接加入到壓縮室122里面的多股線時(shí)與壓縮室122的底部、即超聲探頭116的表面130對(duì)置地延伸?；瓢?36可以沿著雙箭頭142調(diào)整，用于在超聲探頭116方向上調(diào)整橫梁138，并由此可以為了壓縮并且在焊接期間施加所需的壓力在要焊接的多股線上。一方面是限制壓縮室122的滑移板136表面和側(cè)面滑塊134，另一方面是超聲探頭116的表面130和面對(duì)這個(gè)表面的橫梁138的表面尤其分別相互平行地延伸，如同由附圖給出的那樣。此外邊界面可以形成結(jié)構(gòu)。
[0026]在圖2a中打開(kāi)壓縮室122。在這個(gè)壓縮室里面首先襯入一個(gè)或多個(gè)第一多股線144，它們分別由單根導(dǎo)線組成。在此單根導(dǎo)線的數(shù)量或者其體積是這樣的，在定位側(cè)面滑塊134在所期望的寬度B(圖2b)上以后使壓縮室122的底部完全被單根導(dǎo)線遮蓋。在本實(shí)施例中在襯入第一多股線144以后調(diào)整到寬度B，但是也可以在襯入第一多股線144之前進(jìn)行。
[0027]第一多股線可以是由銅或銅合金或者具有至少40%銅含量的材料組成的多股線。
[0028]在第一多股線襯入到壓縮室122里面并且調(diào)整壓縮室122到寬度B以后，使橫梁138在圖面中向左移動(dòng)并且下降，用于壓縮第一多股線144并且焊接成部分節(jié)點(diǎn)146，如同由圖3看到的那樣。其中超聲探頭116處于具有最好20kHz范圍的頻率的振蕩下。振幅位于15μπι至35ym，取決于要焊接的材料。
[0029]為了焊