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    • 专利摘要:
    Bei diesem Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs (1) wird mittels eines Untersuchungs-Presselements (3) eine vorbestimmte Kompressionsbelastung (F) auf den verschweißten Bereich (1) aufgebracht, der mehrere Leiter miteinander verbindet. Anschließend wird der Betrag der Dehnung des verschweißten Bereichs (1) gemessen, wenn dieser der Kompressionsbelastung (F) unterliegt. Die Beurteilung des verschweißten Bereichs (1) hinsichtlich des Zustands der Schweißung wird ausgeführt, indem festgestellt wird, ob der gemessene Betrag der Dehnung sich in einem vorbestimmten Bereich befindet.
    公开号:DE102004002180A1
    申请号:DE200410002180
    申请日:2004-01-15
    公开日:2004-09-30
    发明作者:Nobuyuki Nunobikibara Asakura；Hiroshi Susono Ichikawa；Tadahisa Nunobikibara Sakaguchi
    申请人:Yazaki Corp；
    IPC主号:B23K20-10
    专利说明:
    [0001] Die vorliegende Erfindung betrifftein Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs während derProduktion. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einVerfahren zum Beurteilen, ob der verschweißte Bereich eine Festigkeithat, die größer istals eine gewünschteFestigkeit.
    [0002] In einem Verfahren zur Herstellungvon elektrischen Produkten gibt es beispielsweise einen Vorgangdes elektrischen Verbindens von leitenden Elementen miteinanderdurch einen verschweißtenBereich. Hier wird die Produktionsreihenfolge eines solchen verschweißten Bereichskurz mittels eines Beispiels von elektrischen Drähten als den leitenden Elementenbeschrieben.
    [0003] Beispielsweise werden die jeweiligenKerne von mehreren Drähtenoder Leitern zwischen einem Ultraschalltrichter und einem Ambossangeordnet, und dann werden eine Kompression sowie Ultraschallschwingungenauf die Kerne der Leiter aufgebracht, die zwischen dem Ultraschalltrichterund dem Amboss verklemmt sind. Dann ermöglicht es die entstehende Ultraschallenergie,dass die Kerne schmelzen und so einen verschweißten Bereich bei den Kernenbilden. Die 1A, 1B und 1C zeigen verschiedene Schweißformen,die jede durch Verbinden von mehreren Leitern W miteinander durcheinen geschweißtenBereich 104 gemäß der obenerwähnten Reihenfolgeerzielt werden. Bei dem durch Ultraschallschweißen etc. verschweißten Bereich 105 wirdanschließend überprüft, ob sichder verschweißteBereich 105 in einem geeigneten verschweißten Zustandbefindet oder nicht, um zu verhindern, dass fehlerhafte Produktevertrieben werden.
    [0004] Die 2A, 2B und 2C zeigen ein herkömmliches Verfahren zum Beurteileneines solchen verschweißtenBereichs. Gemäß dem herkömmlichen Beurteilungsverfahrenwird, währendein Leiter W festgehalten wird, eine vorbestimmte Zugkraft f1 auf denanderen Leiter W aufgebracht. Durch Ausüben der Zugkraft f1 auf denverschweißtenBereich 105 wird so festgestellt, ob der Zustand des verschweißten Bereichsgeeignet ist oder nicht. Genauer gesagt wird, wenn der verschweißte Bereich 105 trotzdes Aufbringens der Zugkraft f1 nicht zerbricht, festgestellt, dassder verschweißteBereich 105 nicht fehlerhaft ist. Wenn dagegen die Struktur 105 zerbricht, wirdfestgestellt, dass die Struktur 105 fehlerhaft ist.
    [0005] Als anderes herkömmliches Beurteilungsverfahrenfür einensolchen verschweißtenBereich zeigen die 3, 4 und 5 ein in der US-PatentveröffentlichungNr. 6 393 924 offenbartes Beurteilungsverfahren. Gemäß diesemBeurteilungsverfahren wird, wie in 3 dargestellt,ein verschweißterBereich 105 zwischen Halteelementen 106a, 107a einesPaars von Armelementen 106, 107 verklemmt. Indiesem Zustand wird eine Kompressionskraft f2 auf den verschweißten Bereich 105 aufgebracht,um festzustellen, ob der Zustand des verschweißten Bereichs korrekt ist odernicht. Genauer gesagt wird beim Aufbringen der Kompressionskraftf2 auf den verschweißten Bereich 105 festgestellt,dass ein Produkt mit der Struktur 105 nicht fehlerhaftist, wenn sie nicht zerbricht, wie in 4 dargestellt.Wenn der verschweißteBereich 105 jedoch zerbricht, wie in 5 dargestellt, wird festgestellt, dassdas Produkt fehlerhaft ist.
    [0006] Bei den oben beschriebenen herkömmlichen Beurteilungsverfahrenist jedoch festzustellen, dass der verschweißte Bereich 105 einersolchen Zugbelastung oder Kompressionsbelastung unterworfen wird,dass der Bereich 105 eventuell zerstört wird. Ein Produkt ist esnach der Beendigung der oben beschriebenen Untersuchung nicht wert,ein gutes Produkt zu sein, selbst wenn der verschweißte Bereich nichtzerstörtist. Da es die oben beschriebenen Beurteilungsverfahren erfordern,einige Stichproben aus einem Produktstrom herauszusuchen, wird daherdie Produktionsmenge aufgrund der Anwesenheit von Beurteilungsstichprobenbeeinflusst.
    [0007] In einer solchen Situation ist daherein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Beurteileneines verschweißtenBereichs zu schaffen, das nicht zu Abfall aufgrund einer Stichprobenuntersuchungführt,und das gleichzeitig sehr verlässlichist.
    [0008] Das oben erwähnte Ziel kann erreicht werdendurch Vorsehen eines Verfahrens zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs,bei dem eine vorbestimmte Kompressionsbelastung für die Überprüfung aufden verschweißtenBereich aufgebracht wird, ein Betrag der Dehnung (Dehnungswert)des verschweißtenBereichs, wenn die Kompressionsbelastung darauf aufgebracht wird,gemessen wird, und bei dem dann der Zustand des verschweißten Bereichsbeurteilt wird, in dem festgestellt wird, ob sich der Betrag derDehnung bei der Messung in einem vorbestimmten Bereich befindet.
    [0009] Bei einem fehlerhaften verschweißten Bereichmit einem Verschweißungszustandmit geringer Festigkeit sind verschweißte Elemente (z.B. Kernleiter),die den verschweißtenBereich bilden, grob angeordnet, so dass der verschweißte Bereichmittels einer geringen Kompressionsbelastung bereits einen Fließpunkt odereine Streckgrenze erreicht. Bei einem nicht fehlerhaften verschweißten Bereichmit einem Verschweißungszustandvon hoher Festigkeit sind dagegen verschweißte Elemente, die den verschweißten Bereichbilden, eng angeordnet, so dass der verschweißte Bereich erst bei einergroßenKompressionsbelastung die Streckgrenze erreicht. Entsprechend einemsolchen Unterschied in der Kompressionsbelastung, die eine Streckgrenzeerreicht, zwischen dem fehlerhaften und dem nicht fehlerhaften verschweißten Bereich,gibt es einen großenUnterschied in dem Dehnungswert entsprechend der Kompressionsbelastungbei der Streckgrenze. Währendein solcher kennzeichnender Unterschied zwischen dem fehlerhaftenund dem nicht fehlerhaften verschweißten Bereich ausgenutzt wird,wird es daher, wenn die Überprüfung beieiner solchen Kompressionsbelastung ausgeführt wird, dass der fehlerhafteverschweißteBereich mit geringer Festigkeit verformt würde, während seine Streckgrenze überschrittenwürde,und sich der nicht fehlerhafte verschweißte Bereich mit hoher Festigkeitelastisch verformen würde,ohne dass seine Streckgrenze überschrittenwürde,möglich,den Zustand eines verschweißtenBereichs zu bestimmen, indem sein Betrag der Dehnung unter der Kompressionsbelastung erfasstwird. Da diese Kompressionsbelastung für die Untersuchung so geringist, dass sich die verschweißtenElemente des nicht fehlerhaften verschweißten Bereichs elastisch verformenkönnen, können außerdem allemit den nicht fehlerhaften verschweißten Bereichen ausgestatteteArtikel nach der Untersuchung als formelle Produkte verwendet werden,wobei es möglichist, alle hergestellten Artikel hinsichtlich des Zustands der Schweißung zuuntersuchen.
    [0010] In einer bevorzugten Ausführungsformder Erfindung kann die Kompressionsbelastung auf einen Teil derOberflächedes verschweißtenBereichs aufgebracht werden.
    [0011] Da in diesem Fall eine Spur der Untersuchungauf der Oberflächedes verschweißtenBereichs nach der Untersuchung verbleibt, kann das Personal visuellbestätigen,ob der entsprechende Artikel bereits untersucht worden ist odernicht. Da dieses Untersuchungsverfahren es ermöglicht, eine Kompressionsbelastungbei der Untersuchung zu reduzieren, ist es außerdem möglich, eine Untersuchungsvorrichtung,die das Verfahren verwendet, zu miniaturisieren und zu vereinfachen.Da die Kompressionsbelastung bei der Untersuchung nur auf einenTeil des verschweißtenBereichs aufgebracht wird, ist es außerdem möglich, die Beschädigung des verschweißten Bereichsbei der Untersuchung zu reduzieren.
    [0012] Unter der Annahme, dass die vorbestimmte Kompressionsbelastungfür dieUntersuchung auf den verschweißtenBereich aufgebracht wird, kann das oben beschriebene Verfahren zumBeurteilen des verschweißtenBereichs außerdemdie folgenden Schritte aufweisen: Aufnehmen von Informationen über Streckgrenzenbelastungenentsprechend Verschweißungsgradenvon mehreren verschweißtenBereichen in ihren Schweißzuständen; Erstellen vonKorrespondenzdaten, die aus den Verschweißungsgraden und den zugehörigen Streckgrenzenbelastungenbestehen; und Suchen einer Beziehung zwischen den Verschweißungsgradenund den Streckgrenzenbelastungen, wobei die Kompressionsbelastungfür dieUntersuchung auf der Basis dieser gesuchten Beziehung bestimmt wird.
    [0013] Da die Kompressionsbelastung beider Untersuchung ein Wert mit hoher Verlässlichkeit auf der Basis derKorrespondenzdaten ist, ist es möglich,einen verschweißtenBereich mit geringer Festigkeit im Verschweißungszustand sicher auszuschließen.
    [0014] In der bevorzugten Ausführungsformwerden als Verschweißungsgradeder verschweißten.Bereiche eine Zone mit geringer Festigkeit, in der verschweißte Elemente,die den verschweißtenBereich bilden, grob angeordnet sind, eine Zone mit hoher Festigkeit,wo den verschweißtenBereich bildende verschweißteElemente eng angeordnet sind, und eine Zone mit normaler Festigkeit,wo den verschweißtenBereich bildende Elemente mit einer mittleren Dichte zwischen derZone mit geringer Festigkeit und der Zone mit hoher Festigkeit angeordnet sind,ermittelt, und die Kompressionsbelastung für die Untersuchung wird bestimmtinnerhalb eines Bereichs von Streckgrenzenbelastungen der verschweißten Bereiche,die sich in der Zone mit normaler Festigkeit befinden.
    [0015] In diesem Fall wird dank der Ermittlungeines Pufferbereichs in der Form der Zone mit normaler Festigkeitdie Verlässlichkeitder Untersuchung so verbessert, dass es möglich ist, hergestellte Artikel miteiner geringen Festigkeit in ihrem Verschweißungszustand sicher auszuschließen.
    [0016] In dem oben beschriebenen Beurteilungsverfahrenhat der verschweißteBereich mehrere miteinander verschweißte Leiter.
    [0017] In diesem Fall ist es möglich, dieoben erwähntenEffekte fürden verschweißtenBereich von mehreren Leitern zu erzielen.
    [0018] In dem oben beschriebenen Beurteilungsverfahrenkann der verschweißteBereich mittels Ultraschallschweißen gebildet werden.
    [0019] Auch in diesem Fall ist es möglich, dieoben erwähntenEffekte fürden verschweißtenBereich zu erzielen, der mittels Ultraschallschweißen gebildet wird.
    [0020] Bei dem oben beschriebenen Beurteilungsverfahrenkann die Kompressionsbelastung auf den verschweißten Bereich durch ein Untersuchungs-Presselementaufgebracht werden, das die Oberfläche des verschweißten Bereichsmit Druck beaufschlagen kann.
    [0021] In diesem Fall kann das Personalnach der Untersuchung eine auf der Oberfläche des verschweißten Bereichsverbliebene Untersuchungsspur visuell und auf einfache Art und Weisebestätigen.
    [0022] In dem oben beschriebenen Beurteilungsverfahrenkann das Untersuchungs-Presselement mit einer keilförmigen Spitzeversehen sein.
    [0023] In diesem Fall kann dank der keilförmigen Spitzedes Untersuchungs-Presselements das Personal eine Untersuchungsspurauf der Oberfläche desverschweißtenBereichs nach der Untersuchung visuell und auf einfache Art undWeise bestätigen.
    [0024] In dem oben beschriebenen Beurteilungsverfahrenkann das Untersuchungs-Presselement mit einer abgerundeten Spitzeversehen sein.
    [0025] Auch in diesem Fall kann dank derabgerundeten Spitze des Untersuchungs-Presselements das Personaleine auf der Oberflächedes verschweißten Bereichsverbliebene Untersuchungsspur nach der Untersuchung visuell undauf einfache Art und Weise bestätigen.
    [0026] Diese und andere Ziele und Merkmaleder Erfindung werden sich deutlicher aus der nun folgenden Beschreibungund den anliegenden Ansprüchen ergeben,zusammen mit den begleitenden Zeichnungen.
    [0027] 1A, 1B und 1C sind perspektivische Ansichten vonverschiedenen Schweißformen,die jeweils durch Ultraschallschweißen miteinander verschweißte Bereichevon Leitern zeigen;
    [0028] 2A, 2B und 2C sind perspektivische Ansichten, diejeweils Zugdehnungstests des verschweißten Bereichs der Leiter inverschiedenen Schweißformenzeigen;
    [0029] 3 isteine perspektivische Ansicht, die den herkömmlichen Kompressionstest einesverschweißtenBereichs von Leitern zeigt;
    [0030] 4 isteine Frontansicht, die gemäß dem Standder Technik den verschweißtenBereich der Leiter unter dem Kompressionstest zeigt, wenn der verschweißte Bereichnicht fehlerhaft ist;
    [0031] 5 isteine Frontansicht, die gemäß dem Standder Technik den verschweißtenBereich der Leiter unter dem Kompressionstest zeigt, wenn der verschweißte Bereichfehlerhaft ist;
    [0032] 6 isteine perspektivische Ansicht, die die Untersuchung des verschweißten Bereichsvon Leitern gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung zeigt;
    [0033] 7A, 7B und 7C sind Schnittdiagramme entlang derLinie 7-7 in 6, wobei 7A ein Schnittdiagramm desverschweißtenBereichs mit einer geringen Festigkeit (–30%) im Verschweißungszustandist, 7B ein Schnittdiagrammdes verschweißtenBereichs mit einer normalen Festigkeit (0%) in dem verschweißten Zustandund 7C ein Schnittdiagrammdes verschweißtenBereichs mit einer hohen Festigkeit (+50%) in dem verschweißten Zustand;
    [0034] 8 istein kennzeichnendes Diagramm des verschweißten Bereichs mit einer geringenFestigkeit im Verschweißungszustandgemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung, das die Beziehung zwischen der daraufeinwirkenden Kompressionsbelastung und der Dehnung zeigt;
    [0035] 9 istein kennzeichnendes Diagramm des verschweißten Bereichs einer hohen Festigkeit imVerschweißungszustandgemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung, das die Beziehung zwischen der Kompressionsbelastungin ihrem unteren Bereich, die auf den verschweißten Bereich einwirkt, undder Dehnung zeigt;
    [0036] 10 istein kennzeichnendes Diagramm des verschweißten Bereichs mit einer hohenFestigkeit im Verschweißungszustandgemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung, die die Beziehung zwischen der Kompressionsbelastunginnerhalb ihres breiteren Bereichs einschließlich einer Streckgrenze undder Dehnung zeigt;
    [0037] 11 istein kennzeichnendes Diagramm der Beziehung zwischen der Schweißbeurteilungdes verschweißtenBereichs (im Verschweißungszustand)und der Bruchbelastung, das eine Ausführungsform der vorliegendenErfindung zeigt;
    [0038] 12A und 12B zeigen die Ausführungsformder vorliegenden Erfindung, wobei 12A eineDraufsicht ist, die einen Pressbereich (schraffiert) des verschweißten Bereichszeigt, und 12B eineperspektivische Ansicht des verschweißten Bereichs nach der Untersuchungist;
    [0039] 13 isteine perspektivische Ansicht, die die Untersuchung des verschweißten Bereichsvon Leitern in einer anderen Schweißform zeigt; und
    [0040] 14 isteine perspektivische Ansicht, die die Untersuchung des verschweißten Bereichsvon Leitern in einer anderen Schweißform zeigt.
    [0041] Eine Ausführungsform der vorliegendenErfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
    [0042] Wie in 6 dargestellt,sind mehrere Leiter W miteinander über einen verschweißten Bereich(eine Struktur) 1 verbunden. Dieser verschweißte Bereich 1 wirddurch Schmelzen von Kernleitern 2 der mehreren Leiter Wmittels Ultraschallenergie erzeugt. Beim Ultraschallschweißen zumAusbilden des verschweißtenBereichs 2 werden die Kernleiter 2 der LeiterW zwischen einem Ultraschalltrichter und einem Amboss gehalten,die beide in den Zeichnungen nicht dargestellt sind, und anschließend werden dieKernleiter 2 Ultraschallschwingungen ausgesetzt. Als Ergebniswerden die Kernleiter 2 mittels der Ultraschallenergieverschmolzen und bilden den verschweißten Bereich 1.
    [0043] Nun wird das Verfahren zum Beurteilendes verschweißtenBereichs 1 beschrieben. Gemäß dem Beurteilungsverfahrenwerden ein Untersuchungs-Presselement 3 zum Aufbringeneiner Kompressionsbelastung F auf eine Oberfläche 1a des verschweißten Bereichs 1,Mittel (nicht dargestellt) zum Steuern eines Drucks (einer Kompressionsbelastung)F des Elements 3, sowie Mittel (ebenfalls nicht dargestellt)zum Erfassen eines Betrags der Dehnung des verschweißten Bereichs 1,auf welchen mittels des Untersuchungs-Presselements 3 eine Kompressionskraftaufgebracht wird, verwendet. Währendder Untersuchung wird eine vorbestimmte Kompressionsbelastung aufden verschweißtenBereich 1 aufgebracht, indem die Oberfläche 1a mittels desUntersuchungs-Presselements 3 mit Druck beaufschlagt wird.Dann wird durch eine Feststellung, ob ein Betrag der Dehnung desverschweißtenBereichs 1 sich innerhalb eines bestimmten Bereichs befindet,der verschweißteZustand des verschweißtenBereichs 1 eingeschätzt.
    [0044] Der Grund dafür, dass die Erfassung der Dehnungbeim Aufbringen der Kompressionsbelastung auf den verschweißten Bereich 1 eineBewertung des verschweißtenZustands ermöglicht,ist der folgende.
    [0045] Die Festigkeit des verschweißten Bereichs 1 hängt vondem verschweißtenZustand ab. Wie in 7A dargestellt,sind, wenn der verschweißteBereich 1 eine geringe Festigkeit hat (–30%) im Verschweißungszustand,die Kernleiter 2 als zu verschweißende Elemente grob angeordnet.Im Gegensatz dazu sind, wie in 7C gezeigt,wenn der verschweißteBereich 1 eine hohe Festigkeit hat (+50%) im Verschweißungszustand,die Kernleiter 2 eng angeordnet. Wie in 7B dargestellt, sind die Kernleiter 2,wenn der verschweißteBereich 1 eine normale Festigkeit (0%) im Verschweißungszustandhat, mit einer mittleren Dichte zwischen der in 7A und der in 7C vorgesehen.
    [0046] Die Bedeutung der oben genanntenProzentsätze,die die verschiedenen verschweißtenZuständewiedergeben, wird nun beschrieben.
    [0047] Wenn der verschweißte Bereich 1 miteiner geringen Festigkeit versehen ist, hat die Beziehung zwischender Kompressionsbelastung und der Dehnung (dem Betrag der Dehnung)die in 8 dargestelltekennzeichnende Kurve oder Kennlinie. Das heißt, der verschweißte Bereich 1 hateine Streckgrenze bei einer geringen Kompressionsbelastung F. Wennder verschweißteBereich 1 jedoch mit einer hohen Festigkeit versehen ist,hat die Beziehung zwischen der Kompressionsbelastung und der Dehnung diein den 9 und 10 dargestellten Kennlinien.Der verschweißteBereich 1 hat dann eine Streckgrenze bei einer hohen KompressionsbelastungF. Wenn der verschweißteBereich 1 außerdemmit einer normalen Festigkeit versehen ist, liegt die Kennlinieder Beziehung zwischen der Kompressionsbelastung und der Dehnungin der Mitte zwischen den oben genannten Kennlinien, so dass derverschweißteBereich 1 eine Streckgrenze bei einer mittleren KompressionsbelastungF hat. Wie in den 8 und 10 dargestellt, verändert sichmit einem Anstieg der Kompressionsbelastung F der Betrag der Dehnungstark, mit der Streckgrenze als Übergang.Es sei nun angenommen, dass die Kompressionsbelastung F bei derUntersuchung beispielsweise auf 1500 N festgelegt ist. In einersolchen Situation wird der verschweißte Bereich 1, wenner eine geringe Festigkeit (–30%)im Verschweißungszustandhat, mit einer großenDehnung verformt werden, beispielsweise ungefähr 3,4 mm (siehe einen PunktA in 8), während die Streckgrenze überschrittenwird. Wenn in dieser Situation der verschweißte Bereich 1 jedocheine hohe Festigkeit hat (+50%) im Verschweißungszustand, wird er elastischverformt mit einer geringen Dehnung, beispielsweise ungefähr 2,2 mm(siehe einen Punkt B in 9),ohne dass die Streckgrenze überschrittenwird. Unter der gleichen Beurteilungssituation gibt es daher einengroßenUnterschied der Dehnung zwischen dem verschweißten Bereich 1 mitder geringen und dem mit der hohen Festigkeit.
    [0048] Dies bedeutet, dass, wenn die Untersuchung beieiner Kompressionsbelastung ausgeführt wird, bei der sich derverschweißteBereich der geringen Festigkeit verformen würde, während die Streckgrenze überschrittenwürde,und der verschweißteBereich mit hoher Festigkeit lediglich elastisch verformt würde, ohnedass die Streckgrenze überschritten würde, dieErfassung des Betrags der Dehnung es ermöglicht, den verschweißten Bereich 1 hinsichtlich seinesverschweißtenZustands zu bewerten.
    [0049] Die oben beschriebene KompressionsbelastungF bei der Untersuchung und der Dehnungswert für die Bewertung werden wiefolgt bestimmt.
    [0050] In einer Situation, indem der Verschweißungszustandausreichend überprüft wird,werden zunächstverschiedene verschweißteBereiche 1 mit unterschiedlichen Verschweißungszuständen (–50%∼+100%) durchVerändernvon zumindest einem Schweißparameter,wie beispielsweise dem Schweißdruck,produziert. Entsprechend dem oben beschriebenen Beurteilungsgradwerden anschließendjeweilige Streckgrenzen der verschweißten Bereiche 1 gemessen,und Daten von Streckgrenzen werden in einem Diagramm eingetragen,wie es in 11 dargestelltist. In 11 bezeichnenverschiedene Punkte mit Markierungen X solche Streckgrenzen. Anschließend wird,wie in 11 dargestellt,eine Kennlinie der Beziehung zwischen dem Grad der Beurteilung für den verschweißten Zustand (Verschweißungsgrad)und die Streckgrenze gemacht. Zusätzlich wird, wie in 11 dargestellt, der Bewertungsbereichfür denverschweißtenZustand in folgendes eingeteilt: ➀ eine Zone mit geringerFestigkeit (-50%∼–10%), inder fehlerhafte Produkte produziert werden; ➁ eine Zonemit normaler Festigkeit (–10%∼+40%); und ➂ eineZone mit hoher Festigkeit (+40%∼+100%),in der nicht fehlerhafte Produkte produziert werden. Dann wird dieBruchfestigkeit in der Zone ➁ mit normaler Festigkeit ermitteltals die Kompressionsbelastung bei der Untersuchung. Beispielsweisewird, da die Bruchfestigkeit in der Zone ➁ mitder normalen Festigkeit von ungefähr 1250 N bis ungefähr 1750N in 11 reicht, eineKompressionsbelastung innerhalb dieses Bereichs als KompressionsbelastungF für dieUntersuchung des Verschweißungsgradsermittelt (beispielsweise 1500 N). Gleichzeitig wird ein geeigneterWert (beispielsweise 2,5 mm) innerhalb des Bereichs der Dehnungausgewählt,der der Zone ➁ mit der normalen Festigkeit entspricht,und der so ausgewählteWert wird als Dehnungswert fürdie Bewertung gesetzt.
    [0051] Durch Ermitteln der so bestimmtenKompressionsbelastung als Kompressionsbelastung F (beispielsweise1500 N) bei der Untersuchung werden die jeweiligen Dehnungswerteder verschweißtenBereiche 1 bei der Produktion gemessen. Wenn der verschweißte Bereich 1 miteiner geringen Festigkeit versehen ist, wird er verformt, während die Streckgrenze überschrittenwird, und wenn er eine hohe Festigkeit hat, wird er verformt, ohnedass die Streckgrenze überschrittenwird, so dass eine sehr unterschiedliche Dehnung zwischen dem ersteren unddem letztgenannten verschweißtenBereich 1 besteht. Genauer gesagt beträgt, wenn die Schweißfestigkeitdes verschweißtenBereichs 1 gering ist (–30%), der Dehnungswert beispielsweiseungefähr 3,4mm (Punkt A) in B. Wenn dagegen die Schweißfestigkeitdes verschweißtenBereichs 1 hoch ist (+50%), beträgt der Dehnungswert beispielsweiseungefähr2,2 mm (Punkt B) in 9.Da sich daher der verschweißteBereich mit der geringen Festigkeit mit einem Dehnungswert von mehrals 2,5 mm verformt, wird festgestellt, dass ein Produkt mit einemsolchen verschweißtenBereich 1 fehlerhaft ist. Da sich der verschweißte Bereich 1 mitder hohen Festigkeit mit einem Dehnungswert von weniger als 2,5mm verformt, wird dagegen festgestellt, dass ein Produkt mit einemsolchen verschweißtenBereich 1 nicht fehlerhaft ist. Da gemäß der Erfindung eine KompressionsbelastungF für dieUntersuchung so gering ist, dass sich die Kernleiter 2 desnicht fehlerhaften verschweißtenBereichs 1 (mit hoher Festigkeit) elastisch verformen können, können dienicht fehlerhaften Produkte nach der Untersuchung als formelle Produkteverwendet werden. Daher ist es möglich,die gesamte Untersuchung der hergestellten Artikel durchzuführen, undnicht eine Stichprobenuntersuchung, wodurch die nicht fehlerhaftenArtikel nach der Untersuchung als fertige Produkte vertrieben werdenkönnen.Auf diese Art und Weise ist es gemäß der vorliegenden Erfindungmöglich,die Untersuchung mit einer hohen Verlässlichkeit zu erzielen, ohnedass aufgrund der Untersuchung Ausschuss produziert würde.
    [0052] In der oben erwähnten Ausführungsform werden die folgendenSchritte ausgeführt:Aufnehmen einer Vielzahl von Streckgrenzen entsprechend den Beurteilungsgradender verschweißtenBereiche 1 hinsichtlich ihrer verschweißten Zustände; Erstellen von Korrespondenzdaten,die aus verschiedenen Beurteilungen im Verschweißungszustand sowie den Bruchbelastungender Stichproben bestehen; und Ermitteln einer Kompressionsbelastungfür dieUntersuchung auf der Basis der Korrespondenzdaten. Da die KompressionsbelastungF für dieUntersuchung mit einer hohen Verlässlichkeit auf der Basis derKorrespondenzdaten ermittelt wird, ist es möglich, hergestellte Artikelmit einer geringen Festigkeit im Verschweißungszustand sicher auszuschließen.
    [0053] In der oben erwähnten Ausführungsform wird außerdem dieZone mit der normalen Festigkeit bei der Beurteilung des Verschweißungszustands zwischender Zone mit der geringen und der Zone mit der hohen Festigkeitermittelt, und außerdemwird die Kompressionsbelastung F aus Bruchbelastungen innerhalbdieser Zone mit der normalen Festigkeit ausgewählt. Dank des Ermittelns einesPufferbereichs in Form der Zone mit der normalen Festigkeit wirdso die Verlässlichkeitder Untersuchung so verbessert, dass es möglich ist, hergestellte Artikelmit geringer Festigkeit im Verschweißungszustand sicher auszuschließen.
    [0054] Nun wird die Beziehung zwischen demFlächenbereichder Spitze 3a des Untersuchungs-Presselements 3 unddem Oberflächenbereichdes verschweißtenBereichs 1 beschrieben. Die Oberfläche der Spitze 3a desUntersuchungs-Presselements 3 hat einen FlächenbereichS, der schmaler ist als der Oberflächenbereich des verschweißten Bereichs 1. Inder dargestellten Ausführungsformist die Oberflächeder Spitze 3a kleiner als die Oberfläche 1a des verschweißten Bereichs 1,und zwar in Längs-und Querrichtung, und zwar um ungefähr ein Viertel der Oberfläche 1a.
    [0055] Nach der Untersuchung, bei der dieSpitze 3a des Untersuchungs-Presselements 3 gegendie Oberfläche 1a desverschweißtenBereichs 1 durch die Pressfläche S gedrückt wird (12A), verbleibt eine Untersuchungsspur 5 aufder Oberfläche 1a des verschweißten Bereichs 1,wie in 12B dargestellt.Da diese Untersuchungsspur 5 es einem Personal (nicht dargestellt)ermöglicht,festzustellen, ob ein Artikel bereits untersucht worden ist odernicht, ist es möglich,eine Leckage in der Untersuchung zu verhindern.
    [0056] Da das Untersuchungsverfahren derErfindung außerdemeine Reduzierung der Kompressionsbelastung bei der Untersuchungermöglicht,ist es möglich,eine Untersuchungsvorrichtung, die das Verfahren ausführt, zuminiaturisieren und zu vereinfachen.
    [0057] Da die Kompressionsbelastung beider Untersuchung nur auf einen Teil des verschweißten Bereichs 1 aufgebrachtwird, ist es möglich,die Beschädigungdes verschweißtenBereichs 1 bei der Untersuchung zu reduzieren.
    [0058] Die 13 und 14 sind perspektivische Ansichten,die jede die Untersuchung der verschweißten Bereiche 1 für die LeiterW in verschiedenen Schweißformenzeigen. Wie in den 13 und 14 dargestellt, können dieseverschweißten Bereiche 1 natürlich genauwie oben beschrieben mit einer Untersuchung überprüft werden.
    [0059] Wie in den 6, 13 und 14 jeweils dargestellt, kanndie Fläche 3a derSpitze des Untersuchungs-Presselements 3, obwohl sie flachausgebildet ist, in der Modifizierung auch abgerundet sein. Obwohldie Spitze des Untersuchungs-Presselements 3 keilförmig ist,kann sie auch ein kreisförmiger Kegeloder eine Pyramide sein.
    [0060] Obwohl die Untersuchung des verschweißten Bereichs1 im Verschweißungszustandinnerhalb des Bereichs von –50%bis +100 in der oben erwähntenAusführungsformklassifiziert ist, kann das erfindungsgemäße Beurteilungsverfahren auchdie andere Klassifizierung verwenden.
    [0061] Obwohl der Beurteilungsbereich für den verschweißten Zustandeingeteilt ist in: ➀ die Zone mit geringer Festigkeit (–50∼–10%), inder fehlerhafte Produkte produziert werden; ➁die Zone mitnormaler Festigkeit (-10%∼+40%);und ➂ die Zone mit hoher Festigkeit (+40%∼+100%), inder oben erwähnten Ausführungsform,kann die Klassifizierung natürlich hinsichtlichder numerischen Werte und der Bereiche verändert werden, während sievon der erforderlichen Qualitätder Produkte abhängt.Mit Bezug auf die Kompressionsbelastung für die Untersuchung und denDehnungswert fürdie Bewertung können dieseaußerdemgeeignet verändertwerden. abhängigvon der erforderlichen Qualitätder Produkte.
    [0062] Obwohl in der oben erwähnten Ausführungsformmehrere Leiter W miteinander durch den verschweißten Bereich 1 verbundensind, dessen Zustand bewertet wird, ist die vorliegende Erfindung auchauf die Beurteilung eines verschweißten Bereichs anwendbar, derzwischen leitenden Elementen ausgebildet ist.
    [0063] Obwohl außerdem das Bewertungsverfahrender Erfindung auf die Bewertung des durch Ultraschallschweißen erhaltenen verschweißten Bereichs 1 gerichtetist, ist die Erfindung natürlichauch anwendbar auf die Bewertung eines verschweißten Bereichs, der durch dasandere Warmschweißengebildet ist.
    [0064] Wie oben erwähnt, sind in einem fehlerhaften verschweißten Bereichmit einem Verschweißungszustandmit geringer Festigkeit verschweißte Elemente, die den verschweißten Bereichbilden, grob angeordnet, so dass der verschweißte Bereich bei einer geringenKompressionsbelastung bereits seine Streckgrenze erreicht. In einemnicht fehlerhaften verschweißtenBereich mit einem Verschweißungszustandmit hoher Festigkeit sind dagegen verschweißte Elemente, die den verschweißten Bereich bilden,eng angeordnet, so dass der verschweißte Bereich erst bei einerstarken Kompressionsbelastung seine Streckgrenze erreicht. Entsprechendeinem solchen Unterschied in der Kompressionsbelastung, die zu derStreckgrenze führt,zwischen dem fehlerhaften und dem nicht fehlerhaften verschweißten Bereich,besteht ein großerUnterschied in dem Dehnungswert entsprechend der Kompressionsbelastungan der Streckgrenze. Gemäß der vorliegendenErfindung ist es daher, währendein solcher charakteristischer Unterschied zwischen dem fehlerhaftenund dem nicht fehlerhaften verschweißten Bereich ausgenutzt wird,da die Beurteilung bei einer solchen Kompressionsbelastung ausgeführt wird, dassder fehlerhafte verschweißteBereich mit der geringen Festigkeit verformt würde, während seine Streckgrenze überschrittenwürde,und der nicht fehlerhafte verschweißte Bereich mit hoher Festigkeit elastischverformt würde,ohne dass seine Streckgrenze überschrittenwürde,möglich,den Zustand eines verschweißtenBereichs einzuschätzen,indem sein Dehnungsbetrag (oder Dehnungswert) unter der Kompressionsbelastungerfasst wird. Da diese Kompressionsbelastung für die Untersuchung so gering ist,dass die verschweißtenElemente des nicht fehlerhaften verschweißten Bereichs sich elastischverformen, könnenalle Artikel mit den nicht fehlerhaften verschweißten Bereichennach der Untersuchung als formelle Produkte verwendet werden, wodurches möglichwird, alle hergestellten Artikel hinsichtlich des Zustands der Schweißung zuuntersuchen. Das vorliegende Beurteilungsverfahren führt dahernicht zu Ausschuss aufgrund der Untersuchung, und zwar mit hoherVerlässlichkeit.
    [0065] Der Bereich der Erfindung ist mitBezug auf die nun folgenden Ansprüche definiert.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1] Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs(1), mit den folgenden Schritten: Aufbringen einervorbestimmten Kompressionsbelastung (F) für die Überprüfung auf den verschweißten Bereich(1); Messen eines Betrags der Dehnung des verschweißten Bereichs(1), wenn die Kompressionsbelastung (F) darauf aufgebrachtwird; und Bewerten des Zustands des verschweißten Bereichs (1),indem festgestellt wird, ob sich der Betrag der Dehnung bei derMessung in einem vorbestimmten Bereich befindet.
    [2] Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs(1) nach Anspruch 1, wobei die Kompressionsbelastung (F)auf einen Teil der Oberflächedes verschweißtenBereichs (1) aufgebracht wird.
    [3] Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs(1) nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Kompressionsbelastung(F) fürdie Überprüfung aufden verschweißtenBereich (1) aufgebracht wird, weiter mit den folgendenSchritten: dem Aufnehmen von Informationen über Streckgrenzen entsprechendden Verschweißungsgradenvon mehreren verschweißtenBereichen (1) hinsichtlich des Zustands der Schweißung; demErstellen von Korrespondenzdaten, die die Verschweißungsgradeund die zugehörigenStreckgrenzen beinhalten; und dem Suchen einer Beziehung zwischenden Verschweißungsgradenund den Streckgrenzen und dem Bestimmen der Kompressionsbelastung(F) für die Überprüfung aufder Basis der gesuchten Beziehung.
    [4] Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs(1) nach Anspruch 3, wobei als Verschweißungsgradeder verschweißtenBereiche (1) eine Zone (➀) mit geringer Festigkeit,wo die den verschweißtenBereich (1) bildenden verschweißten Elemente (W) grob angeordnetsind, eine Zone (➂) mit hoher Festigkeit, wo dieden verschweißtenBereich (1) bildenden verschweißten Elemente (W) eng angeordnetsind, und eine Zone (➁) mit normaler Festigkeit, wo denverschweißtenBereich (1) bildende verschweißte Elemente (W) mit einermittleren Dichte zwischen der Zone (➀) mit der geringenund der Zone (➂) mit der hohen Festigkeit angeordnet sind,ermittelt werden, und die Kompressionsbelastung (F) für die Überprüfung innerhalbeines Bereichs von Streckgrenzen der verschweißten Bereiche (1) bestimmtwird, der in der Zone (➁) mit der normalen Festigkeitliegt.
    [5] Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs(1) nach Anspruch 1, wobei der verschweißten Bereich(1) mehrere miteinander verschweißte Leiter (W) hat.
    [6] Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs(1) nach Anspruch 1, wobei der verschweißten Bereich(1) mittels Ultraschallschweißen gebildet ist.
    [7] Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs(1) nach Anspruch 1, wobei die Kompressionsbelastung (F)auf den verschweißtenBereich (1) durch ein Untersuchungs-Presselement (3)aufgebracht wird, mit dem Druck auf die Oberfläche des verschweißten Bereichs(1) aufgebracht werden kann.
    [8] Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs(1) nach Anspruch 7, wobei das Untersuchungs-Presselement (3)mit einer keilförmigenSpitze versehen ist.
    [9] Verfahren zum Beurteilen eines verschweißten Bereichs(1) nach Anspruch 7, wobei das Untersuchungs-Presselement (3)mit einer abgerundeten Spitze versehen ist.
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    同族专利:
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
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