用于通过焊接相同宽度的两个焊点加工节点的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在超声波焊接装置的可调整高度和宽度的压缩室里面通过焊接不同材料的包括至少一单根导线的第一多股线与包括至少一单根导线的第二多股线加工节点的方法，压缩室的宽度通过至少一侧面滑块调整并且压缩室高度通过超声波焊接装置的超声探头与对应电极之间的距离变化调整，其中至少一第一多股线以比至少一第二多股线更高的单位能量或者更高的压力或者更大的超声波振荡振幅焊接。
【背景技术】
[0002]为了加工节点、即过渡节点或终端节点在常见的应用中原则上由相同的材料组制成多股线，因为否则不能实现可重复的焊接结果。
[0003]如果将由铝或铝材料的单根导线或者芯线制成的多股线相互焊接或者与实心的载体焊接，则显示出缺陷，导入的焊接能量导致，铝在圆周上流动，在超声探头表面或者在压缩室的侧面边界上形成合金，在压缩室中焊接多股线。为了尽管其铝线材也相互间且与铜制的载体焊接，按照DE 10 2007 026 707 B3选择特殊的压缩室形状，它由具有敞开的梯形的几何形状的超声探头焊接面限制。
[0004]为了使铝和/或铜制的涂漆的线材利用超声波连接，DE102 29 565 B4设有一个包裹端部，它尤其由铜材料制成，在其中加入线材，然后利用超声波作用焊接。
[0005]按照DE 10 2005 048 368 B3的用于在电导体之间建立焊连接的方法的特征在于，第一自身刚性的电导体逐渐地与第二电导体如多股线焊接。由此得到的优点是，与第一电导体要连接的第二导体的总横截面可以大于多股线的横截面，它们通常可以通过要使用的超声波焊接装置焊接。
[0006]由DE10 2011 014 801 Al给出一种用于焊接多股线的方法，在该方法中首先将细的第一导体焊接成第一节点，然后将这个节点与粗的第二导体焊接成总节点。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是，这样改进上述形式的方法，使由第一种材料制成的多股线与第二种材料的多股线可以这样焊接成节点，使得可以实现可重复的焊接结果，尤其可重复地实现要建立的节点的几何形状和抗拉强度和壳强度，第二种材料与第一种材料具有明显不同的焊接特性。明显不同的焊接特性意味着，用于实现符合规定的焊接的单位能量、最佳的焊接压力和/或最佳的振幅相互间显著不同，如同由图6和7给出的那样。
[0008]为了实现这个目的，本发明主要规定，将至少一第一多股线衬入到压缩室里面，然后焊接其单根导线成部分节点，其中所述压缩室在宽度B上这样调整，使部分节点完全遮盖被超声探头或者这个超声探头段限制的压缩室底部，接着打开压缩室，将至少一第二多股线放到压缩室里面的部分节点上面，然后在关闭压缩室以后焊接至少一第二多股线与部分节点成总节点，其中在焊接总节点时压缩室的宽度等于宽度B。
[0009]按照本发明这样实现由单根导线组成的不同材料的多股线的两级焊接，在压缩室里面首先由第一多股线或许多第一多股线焊接部分节点，对于部分节点例如与另一由其它材料组成的第二多股线相比需要更多的焊接能量。附加地这样调整压缩室，使用于加工节点所需的第一多股线或者所需的许多第一多股线完全遮盖压缩室底部，由此在焊接以后提供部分节点，它遮盖底部。在此由超声探头或者超声探头段形成底部。
[0010]在焊接部分节点以后打开压缩室，不改变压缩室的宽度调整。但是未改变的宽度调整不排除，在结束第一焊接步骤以后可以使侧面滑块压力卸载，由此在衬入至少一第二多股线时按照宽度提供更大的压缩室供使用。但是这不是强制的特征。而是压缩室宽度可以在打开压缩室时保持不变。换言之，如果需要可以减小顶压力，或者说使侧面滑块无压力，用于尤其能够无问题地抬起砧板，用于打开压缩室。
[0011 ]然后将第二多股线或者许多第二多股线放入到打开的压缩室里面的部分节点上，然后在关闭压缩室以后对应于必需的焊接能量对于第二多股线或者许多第二多股线导入焊接能量，用于使第二多股线或许多第二多股线的单根导线在所需的圆周上相互间并且与部分节点焊接。在这个第二焊接工艺步骤中对应于按照本发明的理论压缩室具有宽度B，在第一焊接工艺步骤中压缩室已经调整到这个宽度。
[0012]尤其规定，将压缩室的宽度调整到要加工的节点的宽度并且在焊接期间保持不变。
[0013]在观察这些措施时已经令人惊奇地证实，在节点的例如强度或几何形状方面可以实现恒定的焊接结果。与不是以给定的要焊接的多股线顺序逐渐衬入的方法相比也以显著的程度不发生芯线变形或者芯线中断。
[0014]根据按照本发明的理论可以调整在部分节点与第二多股线或许多第二多股线之间的连接面，由此以所期望的范围提供连接面供使用，该连接面考虑不同的材料和其焊接参数。由此尤其可以加大焊接宽度。
[0015]优选至少一第一多股线由铜或铜合金制成和/或至少一第二多股线由铝或铝合金制成。
[0016]其它特征由从属权利要求给出。
【附图说明】
[0017]本发明的其它细节、优点和特征不仅由权利要求、由权利要求给出的特征(单独和/或组合地)给出，而且也由下面的由附图给出的优选实施例的说明给出。附图示出:
图1超声波焊接装置的原理图，
图2至5用于焊接节点的方法流程原理图，
图6在多股线中输入能量与要加工的节点横截面以及多股线材料的关系的曲线图和图7用于焊接必需的压力与要加工的节点横截面和多股线材料的关系的曲线图。
【具体实施方式】
[0018]在图1纯原理地示出超声波焊接装置，通过它对应于按照本发明的理论焊接多股线成过渡节点或者最终节点，它们由具有明显不同焊接特性的材料组成。明显不同的焊接特性原则上意味着，要焊接的材料在单位能量、压力或超声波振荡的焊接振幅方面以大于25%相区别。在此单位能量是每平方毫米要焊接的多股线要导入的能量，用于实现符合规定的焊接结果。在此压力是表面压力，它在超声探头、即其限制压缩室的表面的方向上作用于要焊接的多股线或者要焊接的许多多股线。
[0019]换言之，用于焊接第二材料所需的压力至少以25%小于用于焊接第一材料的压力，其中要焊接的材料的相同横截面以压缩室的相同宽度为基础。
[0020]在焊接第二材料时振荡振幅至少10%小于在焊接第一材料时的振荡振幅，其中以要焊接的第一或第二材料的相同横截面为基础。
[0021]所述布置包括超声波焊接装置110，它以习惯的方式包括变流器112、必要时的升压器114以及超声探头116，它们总体上称为振荡器。对超声探头116或超声探头段附设多体的对应电极118、也称为砧板，以及侧面滑块134。与此相关的结构在DE 37 19 083 Cl中广泛地描述，请详细参考其公开内容。
[0022]超声探头116或其表面、对应电极118以及滑块120限制压缩室122，在其中衬入要焊接的由单根导线或芯线组成的第一和第二多股线并且焊接。
[0023]变流器112通过导线123与激励器124连接，激励器本身通过导线126导引到计算机128，通过它控制焊接过程并且可以在其中输入焊接参数或者调出存储的值。对此请参照早就公知的技术。
[0024]通过相应的超声波焊接装置和包括压缩室122的超声波焊接装置按照本发明使第一和第二多股线焊接成最终节点或过渡节点。利用图2至5解释焊接时的方法过程，在其中对于相同的部件使用相同的附图标记。
[0025]图2至5示出压缩室122与限制压缩室的部件的局部。压缩室122在底部由超声探头116的表面130限制，它起到焊接面的作用。压缩室122在侧面通过在双箭头132方向上可调整的侧面滑块134和对置地由所谓的滑移板136限制，滑移板形成对应电极118的一部分。滑移板136容纳横梁138，它可以对应于双箭头140调整并且在压缩或焊接加入到压缩室122里面的多股线时与压缩室122的底部、即超声探头116的表面130对置地延伸。滑移板136可以沿着双箭头142调整，用于在超声探头116方向上调整横梁138，并由此可以为了压缩并且在焊接期间施加所需的压力在要焊接的多股线上。一方面是限制压缩室122的滑移板136表面和侧面滑块134，另一方面是超声探头116的表面130和面对这个表面的横梁138的表面尤其分别相互平行地延伸，如同由附图给出的那样。此外边界面可以形成结构。
[0026]在图2a中打开压缩室122。在这个压缩室里面首先衬入一个或多个第一多股线144，它们分别由单根导线组成。在此单根导线的数量或者其体积是这样的，在定位侧面滑块134在所期望的宽度B(图2b)上以后使压缩室122的底部完全被单根导线遮盖。在本实施例中在衬入第一多股线144以后调整到宽度B，但是也可以在衬入第一多股线144之前进行。
[0027]第一多股线可以是由铜或铜合金或者具有至少40%铜含量的材料组成的多股线。
[0028]在第一多股线衬入到压缩室122里面并且调整压缩室122到宽度B以后，使横梁138在图面中向左移动并且下降，用于压缩第一多股线144并且焊接成部分节点146，如同由图3看到的那样。其中超声探头116处于具有最好20kHz范围的频率的振荡下。振幅位于15μπι至35ym，取决于要焊接的材料。
[0029]为了焊