將有延展性的多股絞合線超聲焊接在一起的方法【專利說明】將有延展性的多股絞合線超聲焊接在一起的方法[0001]相關(guān)申請的交叉引用[0002]本申請要求于2014年6月2日提交的美國實用申請N0.14/293，395以及于2013年6月19日提交的美國臨時申請N0.61/836，882的優(yōu)先權(quán)。以上申請的全部公開內(nèi)容通過引用合并到本申請中。
技術(shù)領(lǐng)域：
[0003]本公開涉及將有延展性的多股絞合線超聲焊接在一起的方法?！?br>背景技術(shù)：
】[0004]本節(jié)提供與本公開相關(guān)的背景信息，其不一定是現(xiàn)有技術(shù)。[0005]多股絞合線有時被超聲焊接在一起。然而，當(dāng)這些多股絞合線的延展性與鋁或其他延展性大于銅的材料相似時，會產(chǎn)生困難。當(dāng)絞合線的體積或數(shù)量相對大時，這些困難會是特別成問題的。例如，將典型的超聲線焊接裝置及方法與使用這些有延展性的材料制造的線一起使用，會無法適當(dāng)傳輸充分超聲能量穿過絞合線的整個體積。當(dāng)超聲焊頭開始焊接并且軟化距它最近的線時，充分的能量沒有被引入到線束的另一側(cè)以創(chuàng)建穿過整個線束的強的一致的焊接。這會導(dǎo)致弱的或者部分的焊接，其中一些絞合線不能被充分地焊接到一起?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】[0006]本節(jié)提供本公開的總體概要，并不是其全部范圍或所有其特征的全面公開，此處描述的每個特征也不應(yīng)被視為本公開的必不可缺的特征。[0007]—種將多個多股絞合線超聲焊接在一起的方法包括將多個多股絞合線設(shè)置在超聲焊頭與相對的砧座之間。多股絞合線由延展性比銅更大的材料，或者延展性較之鋁的延展性基本相同或更大的材料制成。多個多股絞合線被夾住在超聲焊頭與相對的砧座之間以形成線束。多個多股絞合線也可以被夾住在相對的側(cè)表面之間以進一步形成線束。將超聲能量施加到線束的與超聲焊頭相鄰的第一側(cè)。終止對第一側(cè)的超聲能量的施加。允許線束硬化和\或線束被旋轉(zhuǎn)180度。在終止對第一側(cè)的超聲能量之后，將超聲能量施加到線束的第二側(cè)，其中第二側(cè)相對于第一側(cè)位置相對地設(shè)置。[0008]—種將多個多股絞合線超聲焊接在一起的方法包括將多個多股絞合線設(shè)置在超聲焊頭與相對的砧座之間。用戶可以開始控制序列，其中控制器被編程為在沒有操作者的進一步干預(yù)的情況下自動地使超聲焊接機自動執(zhí)行預(yù)設(shè)的焊接處理。預(yù)設(shè)的焊接處理可以包括將多個多股絞合線夾住在超聲焊頭和相對的砧座之間以形成線束。多個多股絞合線也可以被夾住在相對的側(cè)表面之間進一步形成線束。將超聲能量施加到線束的與超聲焊頭相鄰的第一側(cè)。終止對第一側(cè)的超聲能量的施加，并且各側(cè)自動地從線束松開。超聲焊接機可以自動暫停，允許用戶手動地將線束旋轉(zhuǎn)180度，或者超聲焊接機可以自動將線束旋轉(zhuǎn)180度，和/或可以允許部分焊接的線束硬化。多個多股絞合線可以再次被夾住在超聲焊頭和相對的砧座之間以形成線束。多個多股絞合線也可以再次被夾住在相對的側(cè)表面之間以進一步形成線束。在任何這樣的重新夾住的步驟之后，自動地將超聲能量施加到線束的第二偵牝其中第二側(cè)相對于第一側(cè)相對地設(shè)置。再一次，各側(cè)可以從線束自動松開。[0009]根據(jù)此處提供的描述將認(rèn)識到另外的應(yīng)用領(lǐng)域?！?br/>發(fā)明內(nèi)容】中的描述以及具體示例僅出于說明的目的，并非旨在限制本公開的范圍。【附圖說明】[0010]這里所描述的附圖僅用于說明所選擇的實施方式而非所有可能的實現(xiàn)方案，并非旨在限制本公開的范圍。[0011]圖1是本公開的方法中可使用的超聲焊接機的示意圖。[0012]圖2是圖1的超聲焊接機在線夾住配置中的示意圖。[0013]圖3是4條絞合線的末端接合在一起作為線束的透視圖。[0014]圖4是在將超聲能量施加到一側(cè)之后的圖3的線束的側(cè)視圖。[0015]圖5是在將超聲能量施加到線束的相對側(cè)之后的圖3的線束的側(cè)視圖。[0016]圖6是根據(jù)本公開的用于將有延展性的多股絞合線超聲焊接在一起的示例性控制方法的流程圖。[0017]在若干附圖中相應(yīng)的附圖標(biāo)記表不相應(yīng)的部分?！揪唧w實施方式】[0018]現(xiàn)將參照附圖更全面地描述示例實施方式。[0019]圖1示出了用于將多股絞合線22焊接在一起的超聲焊接機20。通常，超聲焊接機20可以包括超聲集能器焊頭24和相對于焊頭24豎直移動的引導(dǎo)塊26。控制器25可被編程以控制超聲焊接機20的各部件的移動，并且如前文所述施加超聲能量?？刂破?5可以包含處理器和存儲器(未示出)。[0020]與焊頭24相對的是砧座28。與引導(dǎo)塊26相對的是收攏裝置30。要焊接在一起的線22的裸露末端被插入到焊頭24、砧座28、引導(dǎo)塊26與收攏裝置30之間的空間中。如圖2所示，焊頭24朝向砧座28的豎直的相對移動以及收攏裝置30朝向引導(dǎo)塊26的水平的相對移動進行操作以將線22的裸露末端夾住并且約束到焊接空間32中成為線束23。[0021]在例如1988年11月8日授予Patrik1s等人的題為“PortableGunforUltrasonicallyWeldingWires”的美國專利N0.4，782，990和1989年1月24日授予Welter等人的題為“ApparatusforUltrasonicWeldingofWires”的美國專利N0.4，799,614中進一步公開了示例性超聲焊接機20;上述兩個文獻(xiàn)的整體內(nèi)容通過引用合并于此。[0022]在一些情況下，裸露線端的線束23可以由二個、三個、四個或更多個絞合線22形成。圖3示出了一個示例，其中分別具有裸露端21a、21b、21c、21d的四條線22a、22b、22c、22d包括在線束23中。[0023]參照圖6，在框40中，要焊接在一起的多個線22的裸露線端被設(shè)置在焊頭24與砧座28之間。在框41中，用戶開始編程到控制器25中的控制序列，用于自動地執(zhí)行預(yù)設(shè)的焊接處理。在框42中，焊頭24可以相對于砧座28移動以抵接多個線22的相對側(cè)(例如，圖2中的頂側(cè)及底側(cè))。相似地，在框44中，收攏裝置30可以相對于引導(dǎo)塊26移動以抵接剩余的相對側(cè)(例如，圖2中的左側(cè)和右側(cè))。結(jié)果，線束23可以在兩個相對側(cè)被收攏并夾住在焊頭24和砧座28之間，而且在兩個其他的相對側(cè)可以被收攏并夾住在引導(dǎo)塊26和收攏裝置30之間。[0024]在一些情況下，線束23或熔核可以具有高達(dá)約70_2的面積X，其為側(cè)表面面積(圖4和圖5中的前側(cè))加上頂表面面積(圖4和圖5中的頂側(cè))的和，其中側(cè)表面面積是X的40%，并且頂表面面積是X的60%。[0025]在框46中，初始數(shù)量的超聲能量可以經(jīng)由焊頭24施加到線束23的第一側(cè)。在框47中，部分焊接的線束23可以從焊頭24和砧座28的夾住力以及引導(dǎo)塊26和收攏裝置30的夾住力松開。此后，在框48中，超聲焊接機的移動和操作可以暫停以允許用戶將部分焊接的線束23或熔核旋轉(zhuǎn)180度，如框49中指示的那樣。在一些實例中，在該暫停期間，部分焊接的線束23可以被允許硬化。替選地或者附加地，部分焊接的線束23或熔核可以在控制器25的編程控制下經(jīng)由致動器(未示出)自動地旋轉(zhuǎn)180度。[0026]隨后在框50和51中，線束23或熔核的第一相對側(cè)和第二相對側(cè)再次被分別夾住。結(jié)果，(先前對著砧座28的)相對側(cè)現(xiàn)在被對著焊頭24夾住。然后，在框52中，超聲焊接機被編程以自動地將第二數(shù)量的超聲能量經(jīng)由焊頭24施加到線束23的相對側(cè)(其是圖2中的底側(cè))。在框54中，最終焊接的線束23的各側(cè)可被松開，允許從焊接機20移除線。[0027]通過以上討論應(yīng)認(rèn)識到，一旦用戶開始框42的控制序列，則控制器25可以被編程以在沒有用戶的任何另外的干預(yù)的情況下使超聲焊接機20自動地執(zhí)行框42、44、46、47、48、49、50、51、52和54中的任何或所有步驟。在一個具體示例中，除了允許用戶在框48的暫停期間或者另外在框47和框50之間在框49中手動旋轉(zhuǎn)線束23之外，控制器25可以在沒有用戶的任何另外的干預(yù)的情況下被編程以使超聲焊接機20自動地執(zhí)行框42、44、46、47、48、50、51、52和54中的任何或所有步驟。[0028]圖4中示出了在框46和框52之間的狀態(tài)和時間中的示例性的部分焊接的線束23a或熔核。圖6中示出了在框52之后的狀態(tài)和時間中的完全焊接的線束23b。在圖4中可以看到?jīng)]有提供遍及線束23a的基本上均勻的線焊接，而在圖5中可以看到存在這種基本上均勻的線束23b。[0029]在一些情況下，線束23b的超聲焊接接頭可以具有使用拉力計測量的如下應(yīng)變拉出強度，該拉出強度至少約為通過將相同的總超聲能量(即相同的總時間段中的相同的能量)施加到線束的僅一側(cè)而形成的相同線的焊接的拉出強度的1.5倍。在其他情況下，超聲焊接接頭可以具有使用拉力計測量的如下應(yīng)當(dāng)前第1頁1 2