RS67406B1

RS67406B1 - Postupak ultrazvučnog zavarivanja i ultrazvučno zavareni deo

Info

Publication number: RS67406B1
Application number: RS20251121A
Authority: RS
Inventors: Heiko Strobel; Sebastian Rühl; Manuel Fey; Udo Wagenbach
Original assignee: Schunk Sonosystems Gmbh
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2025-12-31
Also published as: CN117751496A; PT4327417T; US20240347992A1; ES3050884T3; EP4327417A1; LT4327417T; MX2024001119A; WO2023006210A1; EP4327417B1; MA64201B1; KR20240033214A

Description

[0001] Opis

[0003] OBLAST PRONALASKA

[0005] Predmetni pronalazak se odnosi na postupak ultrazvučnog zavarivanja za zavarivanje električno provodljivog kontaktnog elementa na najmanje dva voda napravljena od različitih električno provodljivih materijala. Dalje, pronalazak se odnosi na ultrazvučno zavareni deo koji se može proizvesti primenom takvog postupka.

[0007] STANJE TEHNIKE

[0009] Za različite primene, može biti potrebno ili korisno zavariti jedan ili više vodova na kontaktni element. Kontaktni element može, na primer, biti deo terminala ili konektora.

[0010] Električno provodljiv kontaktni element može se zavariti na nekoliko vodova napravljenih od istog električno provodljivog materijala primenom postupka ultrazvučnog zavarivanja.

[0011] Dokument DE 102005 048368 B3 opisuje postupak ultrazvučnog zavarivanja u kome se električno provodljivi nosač zavaruje na nekoliko vodova, jedan za drugom. Na primer, u prvom koraku, prvi vod se može zavariti na nosač, a u drugom koraku, drugi vod se može zavariti direktno na prvi vod zavaren na nosač. Nosač se nalazi između prvog voda i sonotrode, koja generiše potrebnu energiju zavarivanja u obliku ultrazvučnih vibracija. To znači da se energija zavarivanja uvodi u odgovarajuću vod preko nosača.

[0012] Dokument EP 1771274 B1 opisuje postupak ultrazvučnog zavarivanja u kome, za razliku od postupka u DE 102005 048368 B3 jednožilni vod ili kompaktna ili zavarena konstrukcija voda je zavarena za nosač, pri čemu se vod ili konstrukcija voda nalazi između sonotrode i nosača, tj. energija zavarivanja se uvodi u nosač preko voda ili konstrukcije voda.

[0013] [0006] Dokument EP 3022007 B1 opisuje postupak ultrazvučnog zavarivanja u kome se zavaruje čvor od najmanje dva voda različitih materijala kompresijom najmanje jednog prvog voda od prvog materijala, na primer, bakra ili legure bakra, da bi se formirao prvi delimični čvor, i postavljanjem najmanje jednog drugog voda od drugog materijala, na primer, aluminijuma ili legure aluminijuma, na prvi delimični čvor i zavarivanjem na prvi delimični čvor da bi se formirao celokupni čvor. Prvi delimični čvor se nalazi između drugog voda i sonotrode, tj. energija zavarivanja se uvodi u drugi vod preko prvog delimičnog čvora.

[0014] Dokument US 2011/198122 A1 opisuje električnu žicu koja ima terminal koji sadrži vod (provodnik), pri čemu je terminal povezan sa krajnjim delom voda. Terminal sadrži prvi deo terminala povezan sa električnim uređajem i drugi deo terminala povezan sa vodom. Drugi deo terminala sadrži prvu površinu terminala i drugu površinu terminala nasuprot prvoj površini terminala. Vod sadrži prvi vod i drugi vod povezane sa prvom površinom terminala i drugom površinom terminala, redom, ultrazvučnim zavarivanjem. Ukupna površina poprečnog preseka prvog voda i drugog voda nije manja od 20 mm<2>.

[0015] Dokument EP 3474 391 A1 opisuje postupak povezivanja najmanje dva višežilna voda pomoću ultrazvuka, koji obuhvata korake: a) širenje najmanje jedne od žica, poželjno svih žica, u ravni poput lepeze; b) pre, tokom i/ili posle koraka a): umetanje žica u kompresionu komoru ultrazvučnog uređaja za povezivanje tako da su najmanje dve od žica u međusobnom kontaktu uglavnom duž ravni poput lepeze; c) povezivanje, posebno zavarivanje i/ili lemljenje, raširenih žica pomoću ultrazvuka.

[0016] Dokument DE 11 2019 002641 T5 opisuje konstrukciju povezivanja žica i postupak povezivanja žica.

[0017] Dokument WO 2020/085038 A1 opisuje konstrukciju povezivanja žica i postupak povezivanja žica.

[0019] KRATAK OPIS PRONALASKA I POVOLJNA TEHNIČKA REŠENJA

[0021] Može se javiti potreba za postupkom ultrazvučnog zavarivanja koji može stvoriti dovoljno jaku električno provodljivu vezu između električno provodljivog kontaktnog elementa i najmanje dva voda napravljene od različitih električno provodljivih materijala, na primer, zbog težine ili troškova. Štaviše, može se javiti potreba za odgovarajućim ultrazvučno zavarenim delom.

[0022] Takva potreba može biti zadovoljena predmetom nezavisnih patentnih zahteva. Pogodni primeri tehničkih rešenja su navedeni u zavisnim patentnim zahtevima, sledećem opisu i pratećim slikama.

[0023] [0013] Prvi aspekt pronalaska odnosi se na postupak ultrazvučnog zavarivanja za zavarivanje električno provodljivog kontaktnog elementa za najmanje dva voda napravljena od različitih električno provodljivih materijala. Postupak ultrazvučnog zavarivanja obuhvata najmanje sledeće korake, koji se mogu izvršiti redosledom navedenim u daljem tekstu ili drugim redosledom: (i) postavljanje kontaktnog elementa i prvog dela voda prvog voda između nakovnja i sonotrode; (ii) zavarivanje kontaktnog elementa i prvog dela voda, pri čemu se nakovanj i sonotroda pomeraju jedan u odnosu na drugi u suprotnim smerovima da bi pritisnuli kontaktni element i prvi deo voda jedan uz drugi, i pri čemu je sonotroda izložena ultrazvučnim vibracijama; (iii) postavljanje kontaktnog elementa zavarenog za prvi deo voda i drugog dela voda drugog voda, čiji se električno provodljivi materijal razlikuje od električno provodljivog materijala prvog voda, između nakovnja i sonotrode, tako da se drugi deo voda nalazi između prvog dela voda zavarenog za kontaktni element i sonotrode; i (iv) zavarivanje prvog dela voda zavarenog za kontaktni element i drugog dela voda, pri čemu se nakovanj i sonotroda pomeraju jedno u odnosu na drugo u suprotnim smerovima da bi pritisnuli prvi deo voda zavaren za kontaktni element i drugi deo voda jednog uz drugi, i pri čemu je sonotroda izložena ultrazvučnim vibracijama.

[0024] Izraz „kontaktni element“ se generalno može shvatiti kao metalni komad koji je znatno čvršći od prvog i drugog voda, na primer, u obliku ploče ili diska. Kontaktni element može biti ravan, ali može biti i savijen na jednom ili više mesta. Kontaktni element može, takođe, da uključuje, na primer, deo u obliku rupice ili slova U.

[0025] Izraz „vod“ može podrazumevati, na primer, jednu žicu, jezgro, višežilni kabl (tj. kompozit od nekoliko pojedinačnih žica), čvrsti provodnik, na primer u obliku sabirnice i/ili pravougaonog poprečnog preseka, ili kombinacija najmanje dva od gore navedenih primera. Takav vod može, na primer, da delimično bude obuhvaćen električno izolacionim spoljnim omotačem. „Deo voda“ se može shvatiti kao izloženi krajnji deo odgovarajućeg voda ili izloženi srednji deo koji se nalazi između dva kraja odgovarajućeg voda. Ako je odgovarajući vod snop nekoliko metalnih žica ili kombinacija najmanje dva takva snopa, metalne žice u odgovarajućem delu voda mogu da budu labave ili sabijene prethodnom kompresijom ili zavarivanjem.

[0026] Na primer, kontaktni element može da se postavi na površinu nakovnja. Prvi deo voda se zatim može postaviti na površinu kontaktnog elementa okrenutu od površine nakovnja.

[0027] Da bi se odgovarajući spojni partneri pritisnuli zajedno i zavarili, sonotroda se može, na primer, pomeriti prema nakovnju odozgo, a zatim od nakovnja u suprotnom smeru Na ovaj način se može izbeći prianjanje spojnog partnera na vrhu za sonotrodu.

[0028] [0018] U zavisnosti od zahteva, za zavarivanje prvog dela voda mogu se koristiti različiti parametri zavarivanja u odnosu na zavarivanje drugog dela voda. Parametri zavarivanja mogu se odabrati u zavisnosti od odgovarajućeg materijala i/ili odgovarajućeg poprečnog preseka delova voda. Parametri zavarivanja mogu da uključuju, na primer, amplitudu ultrazvučnih vibracija, energiju zavarivanja, vreme zavarivanja ili pritisak kojim se spojni partneri trebaju pritisnuti zajedno (videti, takođe, u daljem tekstu). „Ultrazvučne vibracije“ mogu se shvatiti kao vibracije sa frekvencijama u ultrazvučnom rasponu od 16 kHz do 1 GHz, poželjno od 16 kHz do 100 kHz.

[0029] Na primer, korak (i) postupka ultrazvučnog zavarivanja može da obuhvata: (a) postavljanje kontaktnog elementa na nakovanj u otvorenoj komori za zavarivanje; (b) zatvaranje komore za zavarivanje, osiguravanje kontaktnog elementa pomoću bočnih klizača; (c) postavljanje prvog voda na kontaktni element. Zatim se može izvršiti korak (ii). Korak (iii) može, na primer, obuhvatiti postavljanje drugog provodnika na kontaktni element zavaren za prvi provodnik. Zatim se može izvršiti korak (iv).

[0030] Pojedinačni koraci mogu da slede jedan za drugim direktno ili u određenom vremenskom intervalu. Na primer, moguće je sačekati neko vreme nakon koraka (ii) pre nego što se izvrši korak (iii). U principu, korak (iii) i korak (iv) mogu se izvršiti i drugim ultrazvučnim uređajem za zavarivanje u odnosu na korake (i) i (ii). Štaviše, nakon koraka (iv), kontaktni element se može zavariti na odgovarajući način na najmanje jedan dodatni prvi vod napravljen od istog materijala kao i prva vod i/ili na najmanje jedan dodatni drugi vod napravljen od istog materijala kao i drugi vod. Takođe, zamisliv je i dodatni korak u kome je kontaktni element zavaren na odgovarajući način na treći vod napravljen od različitog električno provodljivog materijala u odnosu na prvi i drugi vod, nakon koraka (iv).

[0031] Moguće je da je kontaktni element zavaren na dalji deo voda najmanje jednog dodatnog voda napravljenog od istog električno provodljivog materijala kao i prva linija u najmanje jednom ranijem koraku pre koraka (i). Shodno tome, u koraku (i), kontaktni element zavaren na dalji deo voda i prvi deo voda mogu biti postavljeni između nakovnja i sonotroda. U koraku (ii), dalji deo voda zavaren na kontaktni element i prvi deo voda mogu se zatim zavariti jedan za drugi. Drugim rečima, korak (ii) ne treba nužno shvatiti kao prvi korak postupka zavarivanja. Umesto toga, može biti i drugi, treći ili čak kasniji korak postupka zavarivanja.

[0032] [0022] Do sada je opšte mišljenje bilo da se dovoljno mehanički čvrsti zavareni spojevi između kontaktnog elementa i više vodova mogu postići samo zavarivanjem vodova zajedno u jednom materijalu, tj. vodovi i kontaktni element treba da budu napravljeni od istog materijala, ukoliko je moguće. Stoga se u prošlosti zavarivanje vodova zajedno sa kontaktnim elementima u jednom materijalu nije ni razmatralo.

[0033] Istovremeno, zbog smanjenja težine i troškova, dugo je postojala potreba za obradom bakarnih vodova u kombinaciji sa aluminijumskim vodovima, na primer, u proizvodnji kablova za savremena motorna vozila.

[0034] Postupak ultrazvučnog zavarivanja opisan gore i u daljem tekstu sada omogućava efikasno spajanje kontaktnog elementa sa nekoliko različitih tipova vodova, kao što su bakarni i aluminijumski vodovi, bez značajnog ugrožavanja mehaničke čvrstoće u poređenju sa postojećim postupcima zavarivanja. Dakle, gore i u daljem tekstu opisani postupak ne samo da prevazilazi tehničku predrasudu već i zadovoljava dugogodišnju potrebu.

[0035] Ispitivanja zatezanja su pokazala da se, primenom gore i dole opisanog postupka ultrazvučnog zavarivanja, može stvoriti veoma otporan spoj između bakarne ploče kao kontaktnog elementa, bakarne žice i aluminijumske žice. U proseku, spoj stvoren na ovaj način izdržao je zateznu silu od oko 3000 N, što je poslužilo kao primerna mera mehaničke čvrstoće zavarenog spoja u ovim testovima. U određenim konfiguracijama, zatezna sila je mogla čak biti povećana i na znatno više od 4000 N. Iznenađujuće, utvrđeno je da se aluminijum nije lepio za sonotrodu ili druge alate za zavarivanje tokom zavarivanja aluminijumske žice, bez obzira na to da li je kontaktni element prvo zavaren za bakarnu žicu, pa zatim za aluminijumsku žicu, ili prvo za aluminijumsku žicu, pa zatim za bakarnu žicu. Postupak ultrazvučnog zavarivanja stoga ne samo da omogućava dobru kontrolu procesa i visoku preciznost proizvodnje, već ima i veoma pozitivan uticaj na brzinu proizvodnje.

[0036] Izvođenjem zavarivanja u nekoliko uzastopnih koraka, može se osigurati da su poprečni preseci vodova zavarenih jedan za drugog ili za kontaktni element jasno odvojeni jedan od drugog. Na primer, poprečni preseci mogu imati pravougaonu konturu bez pojedinačnih metalnih žica iz jednog voda, koje leže u poprečnom preseku drugog voda. Na ovaj način se mogu izbeći neželjene fluktuacije čvrstoće, dimenzija kompresije i zavarivanja, kao i vremena zavarivanja.

[0037] [0027] Kao posebno povoljna, pokazala se varijanta u kojoj je kontaktni element prvo zavaren na bakarnu žicu, a zatim na aluminijumsku žicu. Zavareni spoj između kontaktnog elementa i dve žice pokazao je posebno visoku mehaničku čvrstoću. Štaviše, nisu primećena oštećenja žica, kao što su presečene metalne žice ili prekomerne neravnine. To je verovatno zbog činjenice da je zavarivanje bakarne žice sa odgovarajuće visokim parametrima zavarivanja stvorilo dovoljno zbijenu osnovu za sledeći proces zavarivanja. Takav zavareni spoj stoga može pokazati slično dobra svojstva zavarivanja kao i kompaktna, jednodelna komponenta.

[0038] Obrnuta varijanta, u kojoj je kontaktni element prvo zavaren na aluminijumsku, a zatim na bakarnu žicu, dala je slično dobre rezultate, s jedinom razlikom što su postignute niže ukupne mehaničke čvrstoće.

[0039] Ako se materijali vodova značajno razlikuju po svojoj čvrstoći, može biti prednost ako se kontaktni element prvo zavari na vod napravljen od tvrđeg materijala, a zatim na vod napravljen od mekšeg materijala.

[0040] Ultrazvučni proces zavarivanja opisan gore i u daljem tekstu može se izvršiti pomoću ultrazvučnog uređaja za zavarivanje posebno razvijenog za njegovu implementaciju. Takav ultrazvučni uređaj za zavarivanje može da sadrži, na primer, nakovanj sa površinom nakovnja za prijem kontaktnog elementa, sonotrodu sposobnu za ultrazvučnu vibraciju, prvi bočni graničnik i drugi bočni graničnik. Najmanje jedna od ovih komponenti može biti montirana za kretanje duž najmanje jedne prostorne ose.

[0041] Nakovanj, sonotroda, prvi bočni graničnik i drugi bočni graničnik mogu, na primer, da formiraju šupljinu u položaju zavarivanja koja je ograničena u pravcu prve prostorne ose nakovnjem i sonotrodom, a u pravcu druge prostorne ose prvim bočnim graničnikom i drugim bočnim graničnikom. U položaju zavarivanja, površina nakovnja može biti delimično pokrivena prvim bočnim graničnikom, a deo prvog bočnog graničnika koji delimično pokriva površinu nakovnja se u položaju zavarivanja može odvajati od površine nakovnja prvim razmakom za prijem prvog ivičnog dela kontaktnog elementa. Dodatno ili alternativno, površina nakovnja može biti delimično pokrivena drugim bočnim graničnikom u položaju zavarivanja, a deo drugog bočnog graničnika koji delimično pokriva površinu nakovnja u položaju zavarivanja može biti odvojen od površine nakovnja drugim razmakom za prijem drugog ivičnog dela kontaktnog elementa. Prvi i drugi razmak mogu, na primer, da budu jedan nasuprot drugom kako bi se prilagodili suprotnim ivičnim delovima kontaktnog elementa.

[0042] Korišćenjem takvog ultrazvučnog uređaja za zavarivanje, kontaktni elementi različitih oblika, veličina i/ili materijala mogu se efikasno obrađivati korišćenjem gore i dole opisanog postupka ultrazvučnog zavarivanja. Na primer, ovo može da spreči lepljenje žica za odgovarajući ivični deo kontaktnog elementa.

[0043] Karakteristike uređaja za ultrazvučno zavarivanje mogu biti i karakteristike postupka ultrazvučnog zavarivanja opisanog gore i u daljem tekstu, i obrnuto.

[0044] Nakovanj i sonotroda se mogu pomerati jedno u odnosu na drugo, na primer, pomeranjem sonotrode prema nepokretnom nakovnju. Međutim, moguće je i obrnuto, odnosno konstrukcija u kojoj se pomeraju i nakovanj i sonotroda.

[0045] Na primer, nakovanj i prvi bočni graničnik mogu se pokretati jedan u odnosu na drugi i/ili nakovanj i drugi bočni graničnik mogu se pokretati jedan u odnosu na drugi dodatno duž prve prostorne ose kako bi se podesila širina prvog ili drugog zazora. Ovo omogućava smanjenje širine prvog ili drugog zazora tako da je ivični deo kontaktnog elementa koji se nalazi u njemu čvrsto stegnut između nakovnja i odgovarajućeg bočnog graničnika. Na taj način se mogu izostaviti dodatni stezni uređaji za fiksiranje kontaktnog elementa. Štaviše, ovo sprečava da se pojedinačne metalne žice utisnu u prvi ili drugi zazor tokom zavarivanja, što bi ih moglo oštetiti.

[0046] Pogodno je da se nakovanj i prvi bočni graničnik, ili nakovanj i drugi bočni graničnik, mogu podesiti duž prve prostorne ose nezavisno od bilo kakvog kretanja sonotrode u odnosu na nakovanj. Štaviše, prvi i drugi bočni graničnici mogu se podesiti nezavisno jedan od drugog duž prvog prostornog pravca. Ovo omogućava da se dva zazora precizno podese u svojim odgovarajućim širinama prema različitim ivičnim delovima kontaktnog elementa.

[0047] Štaviše, moguće je da se sonotroda postavi iznad nakovnja u položaju zavarivanja. Drugim rečima, tokom zavarivanja, gledano duž prve vertikalne ose, sonotroda može biti postavljena iznad, a nakovanj ispod. Ovo može da spreči lepljenje materijala za sonotrodu.

[0048] Drugi aspekt pronalaska odnosi se na ultrazvučno zavareni deo, koji se može proizvesti primenom postupka ultrazvučnog zavarivanja opisanog gore i u daljem tekstu ili primenom drugog postupka zavarivanja. Ultrazvučno zavareni deo sadrži električno provodljivi kontaktni element, prvi vod i drugi vod, čiji se električno provodljivi materijal razlikuje od električno provodljivog materijala prvog voda. Deo prvog voda prvoga voda je zavaren za kontaktni element ultrazvučnim zavarivanjem, a deo drugog voda drugoga voda je zavaren za deo prvog voda ultrazvučnim zavarivanjem.

[0049] Takav ultrazvučno zavareni deo može da izdrži relativno velika mehanička naprezanja. Štaviše, može se efikasno proizvoditi serijski.

[0050] Karakteristike ultrazvučno zavarenog dela mogu biti i karakteristike postupka ultrazvučnog zavarivanja i/ili uređaja za ultrazvučno zavarivanje opisanog gore i u daljem tekstu, i obrnuto.

[0051] Bez ograničavanja obima pronalaska na bilo koji način, ideje i moguće karakteristike za tehnička rešenja pronalaska mogu se smatrati zasnovanim, između ostalog, na stavovima i nalazima opisanim u daljem tekstu.

[0052] Prema jednom tehničkom rešenju, prvi deo voda može biti postavljen između kontaktnog elementa i sonotrode. Na ovaj način, ultrazvučne vibracije mogu se direktno prenositi sa sonotrode na prvi deo voda. Alternativno, moguće je da kontaktni element bude postavljen između prvog dela voda i sonotrode.

[0053] Prema jednom tehničkom rešenju, prvi deo voda može se zavariti korišćenjem većeg specifičnog unosa energije nego za drugi deo voda. Specifični unos energije može se shvatiti kao unos specifične energije, tj. energije koja se odnosi na površinu poprečnog preseka odgovarajućeg dela voda, koja mora biti uvedena u odgovarajući deo voda da bi se postigao odgovarajući rezultat zavarivanja. Drugim rečima, za zavarivanje prvog dela voda mogu se odabrati parametri zavarivanja koji ukazuju na veći unos energije po jedinici površine nego za zavarivanje drugog dela voda. Na ovaj način se može povećati mehanička čvrstoća zavarenog spoja. Na primer, prvi deo voda može se zavariti sa specifičnim unosom energije koji je najmanje 5%, poželjno najmanje 10%, ili najmanje 20% veći od drugog dela voda.

[0054] Na primer, materijali prvog dela voda i kontaktnog elementa mogu da se odaberu tako da je za njihovo zavarivanje povoljno potreban relativno visok specifični unos energije. Ovo može da važi, na primer, ako su prvi deo voda i kontaktni element napravljeni od bakra ili legure bakra. Nakon što su ova dva spojna partnera zavarena zajedno, u narednom koraku procesa može se dodati i zavariti dodatni spojni partner u obliku drugog dela voda. Materijal drugog dela voda može da se odabere tako da je za zavarivanje drugog dela voda sa prvim delom voda povoljno potreban manji specifični unos energije nego što je to bio slučaj tokom prethodnog zavarivanja kontaktnog elementa sa prvim delom voda. Konkretno, drugi deo voda može biti napravljen od materijala koji ima manju čvrstoću i/ili nižu tačku topljenja od materijala prvog dela voda. Na primer, drugi deo voda može biti napravljen od aluminijuma ili legure aluminijuma.

[0055] [0045] Ako bi se svi spojni partneri zavarili zajedno u jednom postupku zavarivanja, morali bi se napraviti kompromisi u vezi sa parametrima zavarivanja koji će se koristiti, jer različiti parovi spojnih partnera generalno zahtevaju različite parametre zavarivanja da bi se postigli optimalni rezultati zavarivanja. Međutim, zavarivanjem kontaktnog elementa, prvog dela voda i drugog dela voda zajedno u odvojenim, uzastopnim procesima zavarivanja, tj. u kaskadi, mogu se koristiti optimizovani parametri zavarivanja za svaki proces zavarivanja, optimalno prilagođeni odgovarajućem paru spojnih partnera.

[0056] Posebno se može voditi računa da se tokom prvog procesa zavarivanja primeni veći unos energije zavarivanja nego tokom drugog procesa zavarivanja, tako da partneri koji se spajaju u prvom procesu zavarivanja dobiju dovoljnu energiju zavarivanja za svoje zavarivanje. Tokom drugog procesa zavarivanja, može se primeniti niži unos energije zavarivanja, dovoljan za zavarivanje partnera koji se spajaju tamo. Na ovaj način, drugi, osetljiviji partner koji se spaja u drugom procesu zavarivanja može biti zaštićen od oštećenja ili čak oštećenja koja bi mogla nastati ako bi drugi partner koji se spaja primio istu energiju zavarivanja kao i partneri koji se spajaju u prvom procesu zavarivanja.

[0057] Prema jednom tehničkom rešenju, najmanje jedan od sledećih parametara zavarivanja može se izabrati da bude veći pri zavarivanju prvog dela voda nego pri zavarivanju drugog dela voda: amplituda ultrazvučnih vibracija; pritisak koji treba primeniti na odgovarajući deo voda, tj. pritisak kojim odgovarajući deo voda treba pritisnuti uz odgovarajućeg spojnog partnera; energija zavarivanja koju treba maksimalno uneti u odgovarajuće spojne partnere; visinska razlika između visine odgovarajućih spojnih partnera u zbijenom stanju merena pre zavarivanja i visine odgovarajućih spojnih partnera u zavarenom stanju merena nakon zavarivanja. Na ovaj način, unos energije za odgovarajući proces zavarivanja može se veoma precizno kontrolisati.

[0058] Zavarivanje se može izvoditi takozvanim energetskim zavarivanjem sa uvođenjem unapred određene energije zavarivanja, takozvanim visinskim zavarivanjem, koje se naziva i zavarivanje na apsolutnoj visini ili apsolutno-h zavarivanje, i/ili takozvanim delta-h zavarivanjem.

[0059] Kod zavarivanja na velikim visinama, zavarivanje se nastavlja dok se ne dostigne određena visina vara. „Var“ se ovde odnosi na kontaktni element i prvi deo voda, ili kontaktni element zavaren na prvi deo voda i drugi deo voda. Za razliku od energetskog zavarivanja, zavarivanje se ne završava nakon što je primenjena određena energija, već nakon što je ceo var dostignuo određenu visinu. Ova apsolutna visina se može povoljno odabrati da bude niža za zavarivanje prvog dela voda nego za zavarivanje drugog dela voda.

[0060] Kod delta-h zavarivanja, zavarivanje se nastavlja dok se ne postigne određena razlika između takozvane dimenzije zbijanja i takozvane dimenzije vara. Dimenzija zbijanja je dimenzija zavarenog spoja pre zavarivanja i meri se pomeranjem alata na var radi njegovog zbijanja i merenjem visine zbijenog vara. Dimenzija vara je dimenzija vara nakon zavarivanja i meri se nakon zavarivanja. Dimenzija vara je obično manja od dimenzije zbijanja jer se visina vara smanjuje tokom zavarivanja.

[0061] Kod zavarivanja sa podesivom visinom i delta-h zavarivanja, energija zavarivanja stoga nije unapred određena vrednost (kao kod energetskog zavarivanja), već rezultantna vrednos Energija zavarivanja kod visinskog i delta-h zavarivanja stoga nije određena vrednost (kao kod energetskog zavarivanja), već rezultanta.

[0062] Prema jednom tehničkom rešenju, prvi deo voda i/ili drugi deo voda mogu biti postavljeni i zavareni u komori za zavarivanje, koja je ograničena u pravcu prve prostorne ose sonotrodom i delom za zavarivanje kontaktnog elementa, a u pravcu druge prostorne ose prvim bočnim graničnikom i drugim bočnim graničnikom. Deo za zavarivanje i prvi deo voda mogu biti zavareni zajedno.

[0063] Prva i druga prostorna osa mogu biti međusobno ortogonalne. Na primer, prva prostorna osa može biti vertikalna osa, a druga prostorna osa horizontalna osa, ili obrnuto.

[0064] Komora za zavarivanje može se podešavati po veličini i/ili položaju, tj. povećavati, smanjivati, otvarati ili zatvarati, pomeranjem nakovnja, sonotrode, prvog bočnog graničnika i/ili drugog bočnog graničnika duž prve i/ili druge prostorne ose.

[0065] Izraz „bočni graničnik“ može se shvatiti, na primer, kao bočni klizač ili ploča za markiranje.

[0066] Prema jednom tehničkom rešenju, komora za zavarivanje može da ima manju širinu u pravcu druge prostorne ose nego kontaktni element. Drugim rečima, obim dela za zavarivanje ili rastojanje prvog bočnog graničnika od drugog bočnog graničnika, koje definiše širinu zavarivanja, u pravcu druge prostorne ose može biti manje od maksimalnog obima kontaktnog elementa u ovom pravcu. Alternativno, širina komore za zavarivanje može biti u suštini ista kao širina kontaktnog elementa.

[0067] [0057] Ovo se može postići, na primer, postavljanjem prvog ivičnog dela kontaktnog elementa pored dela za zavarivanje izvan komore za zavarivanje u prvom razmaku između nakovnja i prvog bočnog graničnika, i/ili postavljanjem drugog ivičnog dela kontaktnog elementa pored dela za zavarivanje izvan komore za zavarivanje u drugom razmaku između nakovnja i drugog bočnog graničnika. Drugim rečima, određeni ivični delovi kontaktnog elementa mogu se pokriti odgovarajućim podešavanjem položaja prvog i/ili drugog bočnog graničnika. Na ovaj način se može efikasno sprečiti da se prvi ili drugi provodnički deo zavari za odgovarajući ivični deo.

[0068] Zavareni deo može se nalaziti između prvog i drugog ivičnog dela kada se posmatra duž druge prostorne ose, pri čemu prvi i drugi ivični deo direktno prelaze u zavareni deo.

[0069] Prema jednom tehničkom rešenju, da bi se formirala komora za zavarivanje, prvi bočni graničnik može se pomerati duž druge prostorne ose dok ne dodirne prvu stranu kontaktnog elementa. Dodatno ili alternativno, drugi bočni graničnik se može pomerati duž druge prostorne ose dok ne dodirne drugu stranu kontaktnog elementa. Drugim rečima, širina zavarenog prostora takođe se može podesiti tako da u suštini odgovara širini kontaktnog elementa.

[0070] Prema jednom tehničkom rešenju, prvi ivični deo može se fiksirati između nakovnja i prvog bočnog graničnika pomeranjem nakovnja i prvog bočnog graničnika jednog u odnosu na drugog u suprotnim smerovima. Pored ili alternativno prvom ivičnom delu, drugi ivični deo se može fiksirati između nakovnja i drugog bočnog graničnika pomeranjem nakovnja i drugog bočnog graničnika, jedan u odnosu na drugi u suprotnim smerovima. Na ovakav način, eliminisana je potreba za dodatnim sredstvima za stezanje za fiksiranje kontaktnog elementa. Štaviše, ovo sprečava da se pojedinačne metalne žice potisnu u prvi ili drugi razmak tokom zavarivanja, što bi moglo da prouzrokuje oštećenja.

[0071] Prema jednom tehničkom rešenju, raspored i zavarivanje prvog dela voda i drugog dela voda mogu se izvršiti tako da se prvi vod zavaren za kontaktni element grana od kontaktnog elementa u drugom smeru od drugog voda zavarenog za kontaktni element. Drugim rečima, prvi deo voda i drugi deo voda mogu biti u ravni tako da se njihove odgovarajuće uzdužne ose jasno razlikuju jedna od druge i, shodno tome, vodovi, tačnije nezavareni delovi vodova pored odgovarajućih zavarenih delova vodova, granaju od kontaktnog elementa u različitim pravcima, na primer, u suprotnim, normalnim ili kosim pravcima. Drugim rečima, moguće je da odgovarajuće uzdužne ose vodova leže u suštini na (zamišljenoj) zajedničkoj pravoj liniji ili da se seku. Alternativno, dva voda se, takođe, mogu granati od kontaktnog elementa u istom smeru.

[0072] [0062] Prema jednom tehničkom rešenju, postupak ultrazvučnog zavarivanja može dalje da obuhvata sledeće korake, koji se mogu izvršiti redosledom navedenim u daljem tekstu, na primer, nakon koraka (iv) opisanog gore, ili drugim redosledom: (v) postavljanje kontaktnog elementa zavarenog za prvi deo voda i drugi deo voda i treći deo voda od najmanje trećeg voda između nakovnja i sonotrode, tako da treći deo voda leži između drugog dela voda zavarenog za prvi deo voda i sonotrode; (vi) zavarivanje drugog dela voda zavarenog za prvi deo voda i trećeg dela voda, pri čemu se nakovanj i sonotroda pomeraju jedno u odnosu na drugo u suprotnim smerovima da bi pritisnuli drugi deo voda zavaren za prvi deo voda i treći deo voda jedne uz druge, i pri čemu je sonotroda podvrgnuta ultrazvučnim vibracijama.

[0073] Treći vod može biti napravljen od istog električno provodljivog materijala kao i prvi i/ili drugi vod i/ili kontaktni element. Takođe, moguće je da treći vod bude napravljen od drugačijeg električno provodljivog materijala u odnosu na prvi i/ili drugi voda i/ili kontaktni element. Na taj način, kontaktni element može da bude efikasno povezan sa tri ili više vodova napravljenih od dva ili više različitih električno provodljivih materijala kako bi se formirao stabilan, električno provodljiv ultrazvučno zavareni deo.

[0074] Prema jednom tehničkom rešenju, kontaktni element može da bude barem delimično napravljen od električno provodljivog materijala prvog voda. Ovo omogućava da se obezbedi dovoljno kompaktan, homogen početni deo za naknadni proces zavarivanja. Dodatno ili alternativno, kontaktni element može biti barem delimično napravljen od električno provodljivog materijala drugog voda.

[0075] Kontaktni element može da bude barem delimično napravljen od drugog električno provodljivog materijala u odnosu na vod. Pored toga, kontaktni element može da bude barem delimično obložen, na primer, slojem srebra, legure srebra, nikla ili legure nikla.

[0076] Prema jednom tehničkom rešenju, električno provodljivi materijal prvog voda može da bude bakar ili legura bakra. Dodatno ili alternativno, električno provodljivi materijal drugog voda može da bude aluminijum ili legura aluminijuma. Upotreba bakarne žice može da obezbedi veoma dobru električnu provodljivost konačnog zavarenog spoja. Ako se bakarna žica kombinuje sa aluminijumskom žicom umesto druge bakarne žice kao drugog voda, težina konačnog zavarenog spoja se, takođe, može značajno smanjiti.

[0077] Prema alternativnom tehničkom rešenju, električno provodljivi materijal prvog voda može da bude aluminijum ili legura aluminijuma. Dodatno ili alternativno, električno provodljivi materijal drugog voda može da bude bakar ili legura bakra.

[0078] [0068] Prema jednom tehničkom rešenju, ultrazvučno zavareni deo može dalje da sadrži najmanje treći vod. Deo trećeg voda trećega voda može da bude zavaren sa delom drugog voda ultrazvučnim zavarivanjem, na primer, u odgovarajućim dodatnim koracima postupka ultrazvučnog zavarivanja opisanog gore i u daljem tekstu. Takav ultrazvučno zavareni deo može da izdrži relativno velika mehanička opterećenja. Štaviše, može se efikasno masovno proizvoditi.

[0079] Treba napomenuti da su moguće karakteristike i prednosti tehničkih rešenja pronalaska opisane gore i u daljem tekstu delimično u vezi sa postupkom ultrazvučnog zavarivanja, a delimično u vezi sa uređajem za ultrazvučno zavarivanje za sprovođenje navedenog postupka. Stručnjak u tehnici će prepoznati da se karakteristike opisane za pojedinačna tehnička rešenja mogu preneti, prilagoditi i/ili zameniti na analogan i pogodan način sa drugim tehničkim rešenjima kako bi se postigla dalja tehnička rešenja pronalaska i eventualno sinergijski efekti.

[0080] KRATAK OPIS CRTEŽA

[0082] Pogodna tehnička rešenja pronalaska su dalje objašnjeni u daljem tekstu uz upućivanje na prateće crteže, pri čemu ni crteže ni objašnjenja ne treba tumačiti kao ograničenja pronalaska na bilo koji način.

[0084] Slika 1 prikazuje uređaj za ultrazvučno zavarivanje za izvođenje postupka ultrazvučnog zavarivanja prema jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska.

[0086] Slika 2 prikazuje dijagram toka koji prikazuje postupak ultrazvučnog zavarivanja prema jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska.

[0088] Slika 3 prikazuje ultrazvučni zavareni deo sa pogledom odozgo prema jednom tehničkom rešenju predmetnog pronalaska.

[0090] Slike su samo šematske i nisu u razmeri. Iste referentne oznake označavaju iste ili ekvivalentne karakteristike na različitim crtežima.

[0092] OPIS POŽELJNIH TEHNIČKIH REŠENJA

[0094] [0072] Slika 1 prikazuje ultrazvučni uređaj 1 za zavarivanje koji sadrži nakovanj 2, sonotrodu 3 koja se može podesiti na ultrazvučne vibracije, prvi bočni graničnik 4 i drugi bočni graničnik 5. Nakovanj 2 i sonotroda 3 su pokretni relativno jedno u odnosu na drugo duž prve prostorne ose z, ovde vertikalne ose. Prvi bočni graničnik 4 i drugi bočni graničnik 5 su pokretni relativno jedan u odnosu na drugi duž druge prostorne ose x, ovde horizontalne ose. U ovom primeru, nakovanj 2 se nalazi ispod sonotrode 3. Nakovanj 2 ima površinu 8 nakovnja na kojoj je postavljen kontaktni element 9, na primer, u obliku bakarne ili aluminijumske ploče. Sonotroda 3 ima površinu 10 sonotrode nasuprot površini 8 nakovnja za povezivanje ultrazvučnih vibracija u odgovarajuće spojne partnere.

[0095] Nakovanj 2, sonotroda 3, prvi bočni graničnik 4 i drugi bočni graničnik 5 su na Slici 1 u položaju zavarivanja u kome formiraju šupljinu 11 koja je ograničena u pravcu prve prostorne ose z površinom 8 nakovnja i površinom 10 sonotrode, a u pravcu druge prostorne ose x dvema suprotnim krajnjim površinama 12 bočnih graničnika 4, 5.

[0096] Levi deo površine 8 nakovnja je pokriven prvim krajnjim delom 13 prvog bočnog graničnika 4, pri čemu je ovaj prvi krajnji deo 13 odvojen od površine 8 nakovnja u pravcu prve prostorne ose z prvim zazorom 14. Prvi ivični deo 15 kontaktnog elementa 9 može da bude stegnut u ovom prvom zazoru 14.

[0097] Pored toga, u ovom primeru, desni deo površine 8 nakovnja je pokriven drugim krajnjim delom 16 drugog bočnog graničnika 5, pri čemu je ovaj drugi krajnji deo 16 odvojen od površine 8 nakovnja u pravcu prve prostorne ose z drugim zazorom 17. Drugi ivični deo 18 kontaktnog elementa 9 može da bude stegnut u ovom drugom zazoru 17.

[0098] Da bi se fiksirao kontaktni element 9, dva bočna graničnika 4, 5 mogu se dodatno pomerati u pravcu prve prostorne ose z u odnosu na površinu 8 nakovnja.

[0099] Između dva ivična dela 15, 18 proteže se deo 19 za zavarivanje kontaktnog elementa 9, koji, zajedno sa površinom 10 sonotrode nasuprot njemu i dve čeone površine 12, ograničava komoru 20 za zavarivanje. U ovoj komori 20 za zavarivanje, prvi deo 21 voda prvog voda 22 i drugi deo 23 voda drugog voda 24 su postavljeni jedan iznad drugog u pravcu prve prostorne ose z, pri čemu je prvi deo 21 voda zavaren za deo 19 za zavarivanje, a drugi deo 23 voda je zavaren za prvi deo 21 voda. U ovom primeru, komora 20 za zavarivanje ima znatno manju širinu od kontaktnog elementa 9 u pravcu druge prostorne ose x.

[0100] Prvi deo 21 voda i drugi deo 23 voda razlikuju se po svojim električno provodljivim materijalima. U ovom primeru, prvi deo 21 voda je napravljen od bakra ili legure bakra, a drugi deo 23 voda je napravljen od aluminijuma ili legure aluminijuma. Takođe je moguće i obrnuto, ili se može koristiti bilo koja druga kombinacija različitih električno provodljivih materijala.

[0101] U ovom primeru, kontaktni element 9 je, takođe, napravljen od bakra ili legure bakra. Alternativno, kontaktni element 9 može da bude napravljen od aluminijuma ili legure aluminijuma, ili drugog pogodnog metala ili druge pogodne metalne legure.

[0102] Pored toga, u ovom primeru, treći deo 25 voda trećega voda 26 je raspoređen u komori 20 za zavarivanje, pri čemu je treći deo 25 voda zavaren za drugi deo 23 voda. Treći deo 25 voda, takođe može da bude napravljen od bakra ili legure bakra; međutim, može da bude napravljen i od aluminijuma ili legure aluminijuma, ili od bilo kog drugog metala ili bilo koje druge legure metala.

[0103] Primer redosleda procesa ultrazvučnog zavarivanja u kome se tri dela 21 23, 25 voda, mogu zavariti jedan za drugi ili za kontaktni element 9 u komori 20 za zavarivanje detaljnije je opisan u daljem tekstu. Odgovarajući dijagram toka je prikazan na Slici 2.

[0104] U koraku S10, kontaktni element 9 i prvi deo 21 voda prvoga voda 22 su raspoređeni između nakovnja 2 i sonotrode 3, na primer, u šupljini 11, tako da se prvi deo 21 voda nalazi između kontaktnog elementa 9 i sonotrode 3.

[0105] U koraku S20, prvi deo 21 voda je zavaren za kontaktni element 9, na primer, u komori 20 za zavarivanje, pri čemu se nakovanj 2 i sonotroda 3 pomeraju jedno u odnosu na drugo u suprotnim smerovima kako bi pritisnuli kontaktni element 9 i prvi deo 21 voda jedan uz drugi, i pri čemu je sonotroda 3 podvrgnuta ultrazvučnim vibracijama.

[0106] U koraku S30, kontaktni element 9, zavaren za prvi deo 21 voda, i drugi deo 23 voda drugoga voda 24, čiji se električno provodljivi materijal razlikuje od električno provodljivog materijala prvog voda 22, postavljaju se između nakovnja 2 i sonotrode 3, na primer, u šupljini 11, tako da se drugi deo 23 voda nalazi između prvog dela 21 voda zavarenog za kontaktni element 9, i sonotrode 3.

[0107] U koraku S40, prvi deo 21 voda zavaren za kontaktni element 9 i drugi deo 23 voda su zavareni zajedno, na primer, u komori 20 za zavarivanje, pri čemu se nakovanj 2 i sonotroda 3 pomeraju jedno u odnosu na drugo u suprotnim smerovima kako bi pritisnuli prvi deo 21 voda zavaren za kontaktni element 9 i drugi deo 23 voda jedan uz drugi, i gde je sonotroda 3 podvrgnuta ultrazvučnim vibracijama.

[0108] [0086] U opcionom koraku S50, kontaktni element 9 zavaren za prvi deo 21 voda i drugi deo 23 voda i treći deo 25 voda trećega voda 26 su postavljeni između nakovnja 2 i sonotrode 3, na primer, u šupljini 11, tako da se treći deo 25 voda nalazi između drugog dela 23 voda zavarenog za prvi deo 21 voda i sonotrode 3.

[0109] Konačno, u opcionom koraku S60, drugi deo 23 voda zavaren za prvi deo 21 voda i treći deo 25 voda su zavareni jedan za drugi, na primer, u komori 20 za zavarivanje, pri čemu se nakovanj 2 i sonotroda 3 pomeraju jedno u odnosu na drugo u suprotnim smerovima kako bi pritisnuli drugi deo 23 voda zavaren za prvi deo 21 voda i treći deo 25 voda jedan uz drugi, i gde je sonotroda 3 podvrgnuta ultrazvučnim vibracijama.

[0110] Slika 3 prikazuje ultrazvučno zavareni deo 27, koji je u ovom primeru proizveden pomoću uređaja 1 za ultrazvučno zavarivanje u gore opisanom postupku ultrazvučnog zavarivanja i stoga odgovara gotovom zavarenom kontaktnom elementu 9 sa Slici 1. Međutim, ultrazvučno zavareni deo 27 može se proizvesti i na drugačiji način od opisanog u vezi sa Slikama 1 i 2.

[0111] Ultrazvučno zavareni deo 27 sa pogledom odozgo prikazan na Slici 3 pokazuje da se vodovi 22, 24 mogu protezati od kontaktnog elementa 9 u istom smeru ili, kao što je naznačeno isprekidanim linijama, u različitim, posebno suprotnim, smerovima. Dve isprekidane linije ilustruju moguće uzdužne ose vodova 22, 24, na primer. Dalje, prikazana je linija preseka I-I, koja označava putanju preseka prikazanog na Slici 1 kroz kontaktni element 9 i tri preseka vodova 21, 23, 25.

[0112] Konačno, treba napomenuti da izrazi kao što su „koji ima“, „obuhvata“ itd. ne isključuju druge elemente ili korake, a izrazi kao što su „jedan“ ili „jedna“ ne isključuju množinu. Dalje, treba napomenuti da se karakteristike ili koraci opisani u vezi sa jednim od gore opisanih tehničkih rešenja mogu koristiti i u kombinaciji sa drugim karakteristikama ili koracima drugih gore opisanih tehničkih rešenja. Referenetne oznake u patentnim zahtevima ne treba smatrati ograničavajućim.

[0114] LISTA REFERENTNIH OZNAKA

[0116]

[0118] 1 Uređaj za ultrazvučno zavarivanje

[0119] 2 Nakovanj

[0120] 3 Sonotroda

[0121] 4 Prvi bočni graničnik

[0122] 5 Drugi bočni graničnik

[0123] 8 Površina nakovnja

[0124] 9 Kontaktni element

[0125] 10 Površina sonotrode

[0126] 11 Šupljina

[0127] 12 Čeona površina

[0128] 13 Prvi krajnji deo / deo prvog bočnog graničnika delimično pokriva površinu nakovnja u položaju zavarivanja

[0129] 14 Prvi zazor

[0130] 15 Prvi ivični deo

[0131] 16 Drugi krajnji deo / deo drugog bočnog graničnika delimično pokriva površinu nakovnja u položaju zavarivanja

[0132] 17 Drugi zazor

[0133] 18 Drugi ivični deo

[0134] 19 Deo za zavarivanje

[0135] 20 Komora za zavarivanje

[0136] 21 Deo prvog voda

[0137] 22 Prvi vod

[0138] 23 Deo drugog voda

[0139] 24 Drugi vod

[0140] 25 Deo trećeg voda

[0141] 26 Treći vod

[0142] 27 Ultrazvučno zavareni deo

[0143] X Druga prostorna osa

[0144] Z Prva prostorna osa

Claims

1. Patentni zahtevi

1. Postupak ultrazvučnog zavarivanja za zavarivanje električno provodljivog kontaktnog elementa (9) na najmanje dva voda (22, 24, 26) od različitih električno provodljivih materijala, pri čemu postupak ultrazvučnog zavarivanja obuhvata:

postavljanje kontaktnog elementa (9) i prvog dela (21) voda prvog (22) od vodova (22, 24, 26) između nakovnja (2) i sonotrode (3);

zavarivanje prvog dela (21) voda za kontaktni element (9), pri čemu se nakovanj (2) i sonotroda (3) pomeraju jedno u odnosu na drugo u suprotnim smerovima kako bi pritisnuli kontaktni element (9) i prvi deo (21) voda jedan uz drugi, i pri čemu je sonotroda (3) izložena ultrazvučnim vibracijama;

postavljanje kontaktnog elementa (9), koji je zavaren za prvi deo (21) voda, i drugog dela (23) voda drugog (24) od provodnika (22, 24, 26), čiji se električno provodljivi materijal razlikuje od električno provodljivog materijala prvog (22) voda, između nakovnja (2) i sonotrode (3) tako da se drugi deo (23) voda nalazi između sonotrode (3) i prvog dela (21) voda zavarenog za kontaktni element (9); i

zavarivanje drugog dela (23) voda sa prvim delom (21) voda zavarenim za kontaktni element (9), pri čemu se nakovanj (2) i sonotroda (3) pomeraju jedan u odnosu na drugi u suprotnim smerovima da bi se prvi deo (21) voda zavaren za kontaktni element (9) i drugi deo (23) voda pritisnuli jedan uz drugi, i pri čemu je sonotroda (3) izložena ultrazvučnim vibracijama.

2. Postupak ultrazvučnog zavarivanja prema patentnom zahtevu 1,

pri čemu je prvi deo (21) voda raspoređen između kontaktnog elementa (9) i sonotrode (3).

3. Postupak ultrazvučnog zavarivanja prema jednom od prethodnih patentnih zahteva,

pri čemu se prvi deo (21) voda zavaruje pod većim specifičnim ulazom energije nego drugi deo (23) voda.

4. Postupak ultrazvučnog zavarivanja prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu je najmanje jedan od sledećih parametara zavarivanja izabran tako da ima veću vrednost pri zavarivanju prvog dela (21) voda nego pri zavarivanju drugog dela (23) voda:

amplituda ultrazvučnih vibracija;

pritisak koji se primenjuje na odgovarajući deo (21, 23) voda;

energija zavarivanja;

visinska razlika između visine odgovarajućih spojnih partnera (9, 21, 23) izmerena pre zavarivanja i visine odgovarajućih spojnih partnera (9, 21, 23) izmerene nakon zavarivanja.

5. Postupak ultrazvučnog zavarivanja prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu su prvi deo (21) voda i drugi deo (23) voda raspoređeni u komori (20) za zavarivanje i zavareni zajedno, pri čemu je komora za zavarivanje definisana u pravcu prve prostorne ose (z) pomoću sonotrode (3) i dela (19) za zavarivanje kontaktnog elementa (9) i u pravcu druge prostorne ose (x) pomoću prvog bočnog graničnika (4) i drugog bočnog graničnika (5), pri čemu su deo (19) za zavarivanje i prvi deo (21) voda zavareni zajedno.

6. Postupak ultrazvučnog zavarivanja prema patentnom zahtevu 5,

pri čemu komora (20) za zavarivanje ima užu širinu u pravcu druge prostorne ose (x) od kontaktnog elementa (9); i/ili pri čemu je prvi ivični deo (15) kontaktnog elementa (9) pored dela (19) za zavarivanje raspoređen izvan komore (20) za zavarivanje u prvom zazoru (14) između nakovnja (2) i prvog bočnog graničnika (4); i/ili

pri čemu je drugi ivični deo (18) kontaktnog elementa (9) pored dela (19) za zavarivanje raspoređen izvan komore (20) za zavarivanje u drugom zazoru (17) između nakovnja (2) i drugog bočnog graničnika (5).

7. Postupak ultrazvučnog zavarivanja prema patentnom zahtevu 6,

pri čemu je prvi ivični deo (15) fiksiran između nakovnja (2) i prvog bočnog graničnika (4) pomeranjem nakovnja (2) i prvog bočnog graničnika (4) jednog u odnosu na drugi u suprotnim smerovima duž prve prostorne ose (z); i/ili

pri čemu je drugi ivični deo (18) fiksiran između nakovnja (2) i drugog bočnog graničnika (5) pomeranjem nakovnja (2) i drugog bočnog graničnika (5) jednog u odnosu na drugi u suprotnim smerovima duž prve prostorne ose (z).

8. Postupak ultrazvučnog zavarivanja prema jednom od patentnih zahteva 5 do 7,

pri čemu, da bi se formirala komora (20) za zavarivanje, prvi bočni graničnik (4) se pomera duž druge prostorne ose (x) dok ne dodirne prvu stranu kontaktnog elementa (9), i/ili se drugi bočni graničnik (5) pomera duž druge prostorne ose (x) dok ne dodirne drugu stranu kontaktnog elementa (9).

9. Postupak ultrazvučnog zavarivanja prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu su prvi deo (21) voda i drugi deo (23) voda raspoređeni i zavareni tako da se prvi vod (22) zavaren za kontaktni element (9) proteže od kontaktnog elementa (9) u drugom smeru od drugog voda (24) zavarenog za kontaktni element (9).

10. Postupak ultrazvučnog zavarivanja prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, koji dodatno obuhvata:

postavljanje kontaktnog elementa (9), koji je zavaren za prvi deo (21) voda i drugi deo (23) voda, i trećeg dela (25) voda od najmanje jednog trećeg voda (26) između nakovnja (2) i sonotrode (3), tako da se treći deo (25) voda nalazi između drugog dela (23) voda zavarenog za prvi deo (21) voda i sonotrode (3);

zavarivanje drugog dela (23) voda i trećeg dela (25) voda, koji je zavaren za prvi deo (21) voda, pri čemu se nakovanj (2) i sonotroda (3) pomeraju jedno u odnosu na drugo u suprotnim smerovima kako bi pritisnuli drugi deo (23) voda i treći deo (25) voda, koji je zavaren za prvi deo (21) voda, jedan uz drugi, i pri čemu je sonotroda (3) izložena ultrazvučnim vibracijama.

11. Ultrazvučno zavareni deo (27) proizveden postupkom ultrazvučnog zavarivanja prema jednom od prethodnih patentnih zahteva, pri čemu ultrazvučno zavareni deo (27) sadrži:

električno provodljiv kontaktni element (9);

prvi vod (22); i

drugi vod (24), čiji se električno provodljivi materijal razlikuje od električno provodljivog materijala prvog voda (22);

pri čemu je prvi deo (21) voda prvoga voda (22) zavaren za kontaktni element (9) ultrazvučnim zavarivanjem;

pri čemu je drugi deo (23) voda drugoga voda (24) zavaren za prvi deo (21) voda ultrazvučnim zavarivanjem.

12. Ultrazvučno zavareni deo (27) prema patentnom zahtevu 11,

pri čemu je kontaktni element (9) formiran bar delimično od električno provodljivog materijala prvog voda (22); i/ili

pri čemu je kontaktni element (9) formiran bar delimično od električno provodljivog materijala drugog voda (24).

13. Ultrazvučno zavareni deo (27) prema patentnom zahtevu 11 ili 12,

pri čemu je električno provodljivi materijal prvog voda (22) bakar ili legura bakra; i/ili pri čemu je električno provodljivi materijal drugog voda (24) aluminijum ili legura aluminijuma.

14. Ultrazvučno zavareni deo (27) prema patentnom zahtevu 11 ili 12,

pri čemu je električno provodljivi materijal prvog voda (22) aluminijum ili legura aluminijuma; i/ili

pri čemu je električno provodljivi materijal drugog voda (24) bakar ili legura bakra.

15. Ultrazvučno zavareni deo (27) prema jednom od patentnih zahteva 11 do 14, koji dodatno sadrži:

najmanje jedan treći vod (26), pri čemu je treći deo (25) voda trećega voda (26) zavaren za drugi deo (23) voda ultrazvučnim zavarivanjem.