[发明专利]用于减小铝的粘合的方法以及超声波焊接装置

权利要求书

1.一种用于在将具有由铝或铝合金形成的导线或单股金属线(32、34)的多股绞合线用超声波相互焊接成端部节点或过渡节点或者与由金属形成的支架焊接时减小铝或铝合金的粘合和/或粘附的方法，其中，将至少所述多股绞合线置入能够在高度和/或宽度上调节的集束腔(30)中，所述集束腔在对置的第一分界面上由超声焊极(16、36、74)和砧挡(20、44、76)或布置在所述砧挡上的支架(61)的节段限界并在剩下的对置的第二分界面(46、48)上由静止地起作用的工具件(21、23、51、52、68、70)限界，其特征在于，采用那些在朝向多股绞合线的工作面上具有多晶金刚石(PKD)的工具件作为静止的工具件(21、23、51、52、68、70)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，除了具有基本由铝或铝合金形成的导线或单股金属线的第一多股绞合线(32、34)之外还焊接了由另一材料形成的第二多股绞合线。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多晶金刚石是金属支架(58、60)的上面层，所述上面层被固定例如硬钎焊到静止的工具件(51、52)上。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述多晶金刚石在所述支架上形成厚度为d的层，其中d≥0.1mm，尤其0.2mm≤d≤0.7mm，所述支架本身优选具有厚度D，其中0.8mm≤D≤2.0mm。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，由多晶金刚石形成的层采用厚度d，其中d≥0.1mm，尤其0.2mm≤d≤0.7mm。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述层采用能够阻止铝的渗透的厚度d。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，作为由多晶金刚石形成的层采用具有平均金刚石晶粒大小在4μm与25μm之间尤其在4μm与7μm之间的金刚石晶粒的层。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，作为由多晶金刚石形成的层采用具有在90Vol-％与95Vol-％之间的金刚石晶粒的层。

9.超声波焊接装置(10)的能够在高度和/或宽度上调节的集束腔(30)的侧边界(51、52)的由多晶金刚石(PKD)形成或者含有多晶金刚石的工作面被应用于在对置入所述集束腔且基本上包括由铝或铝合金形成的导线或单股金属线的多股绞合线(32、34)进行焊接时避免或减小铝或铝合金的粘合或粘附。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，将包括由铝或铝合金形成的导线或单股金属线的多股绞合线(32、34)与其他由不同于铝或铝合金的材料形成的多股绞合线进行焊接。

11.根据权利要求9或10所述的应用，其特征在于，将由铝形成或含有铝的多股绞合线(32、34)与由金属形成的支架(61)焊接，所述支架被布置在所述集束腔中或者被用作所述集束腔的限界装置。

12.一种用于实施根据权利要求1所述方法的超声波焊接装置(10)，包括对超声波振动进行传递的具有拥有焊接面(72)的超声焊极头的超声焊极(16、36、74)、与所述焊接面对置的反电极(76)、以及侧向限界构件(68、70)，其中所述焊接面、所述限界构件以及间接或直接地所述反电极限定了能够在高度和/或宽度上变化的集束腔(66)的边界，其特征在于，所述超声焊极(74)的焊接面(72)具有等腰扩开的梯形走向，所述梯形具有底面(88)和从侧腰(90、92)出发的侧面，所述底面和各侧面围成的角度α为100°≤α≤145°，所述限界构件(68、70)在其对所述集束腔(66)限界的表面中由多晶金刚石形成或者含有多晶金刚石。

13.根据权利要求12所述的超声波焊接装置，其特征在于，所述限界构件(68、70)的对所述集束腔(66)进行侧向限界的表面是从支架(86、88)出发的厚度为d的由多晶金刚石形成的层的外表面，其中厚度d≥0.1mm，尤其0.2mm≤d≤0.7mm，所述支架与所述限界构件(68、70)尤其通过硬钎焊连接。