(57)【要約】  超音波溶接装置は、溶接スタックに結合された電源を有する。溶接スタックは、ブースターによりホーンに結合された超音波振動子を有する。超音波溶接装置の溶接サイクルは、初期期間の間はホーンチップにおける溶接振幅は大きく、初期期間の後は溶接振幅が小さくなるように、振幅プロファイリングされる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接サイクルの間の溶接振幅の振幅プロファイリングを含む、部品を互いに超音波溶接する方法。
【請求項２】
振幅プロファイリングが、溶接サイクルの初期期間の間に超音波溶接装置のホーンのホーンチップで大きな溶接振幅を生成するステップと、初期期間の後にホーンチップで小さな溶接振幅を生成するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
初期期間満了から溶接サイクルの満了まで、小さい溶接振幅を生成するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
振幅を切り替えるタイミングを判断するトリガポイントが、時間、エネルギーレベル、またはピーク電力値のいずれかである、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
溶接サイクルの初期期間の間に超音波溶接装置の溶接ホーンのホーンチップで大きな溶接振幅を生成するステップ、および初期期間の後にホーンチップで小さな溶接振幅を生成するステップによる溶接サイクルの間の溶接振幅の振幅プロファイリングを含む、アルミニウム部品を互いに超音波溶接する方法。
【請求項６】
大きい溶接振幅を生成するステップが、５５μｍより大きい溶接振幅を生成するステップを含み、小さい溶接振幅を生成するステップは、５５μｍより小さい溶接振幅を生成するステップを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
大きい溶接振幅を生成するステップが、６０μｍより大きい溶接振幅を生成するステップを含み、小さい溶接振幅を生成するステップは、５０μｍより小さい溶接振幅を生成するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
大きい溶接振幅を生成するステップが、６０μｍより大きい溶接振幅を生成するステップを含み、小さい溶接振幅を生成するステップは、５０μｍより小さい溶接振幅を生成するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
大きい溶接振幅と小さい溶接振幅とを生成するステップが、大きい溶接振幅が小さい溶接振幅より少なくとも１０μｍ大きくなるように大きい溶接振幅と小さい溶接振幅とを生成するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
初期期間が、ちょうどアルミニウムが大きい溶接振幅で超音波溶接される時に軟化し始めるのにかかる時間未満である、請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
初期期間が、約０．２秒である、請求項５に記載の方法。
【請求項１２】
初期期間が、約０．４秒である、請求項５に記載の方法。
【請求項１３】
振幅を切り替えるタイミングを判断するトリガポイントが、時間、エネルギーレベル、またはピーク電力値のいずれかである、請求項４に記載の方法。
【請求項１４】
ホーンチップを有するホーンにブースターにより結合された超音波振動子を含む溶接スタックに結合された電源を備え、
該電源は、溶接サイクルの初期期間の間に超音波振動子を駆動させて、ホーンチップで大きい溶接振幅を生成し、初期期間の後に超音波振動子を駆動させて、ホーンチップで小さい溶接振幅を生成する超音波溶接装置。
【請求項１５】
超音波溶接装置により溶接される材料はアルミニウムであり、大きい溶接振幅は５５μｍより大きく、小さい溶接振幅は５５μｍより小さい、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
大きい溶接振幅が６０μｍより大きく、小さい溶接振幅は５０μｍより小さい、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
大きい溶接振幅が６０μｍより大きく、小さい溶接振幅は４５μｍより小さい、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
初期期間が、ちょうど溶接される部分が大きい溶接振幅で超音波溶接される時に軟化し始めるのにかかる時間未満である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
初期期間が、ちょうどアルミニウムが大きい溶接振幅で超音波溶接される時に軟化し始めるのにかかる時間未満である、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
初期期間が、約０．２秒である、請求項１５に記載の装置。
【請求項２１】
初期期間が、約０．４秒である、請求項１５に記載の装置。
【請求項２２】
電源が溶接振幅を切り替えるタイミングを判断するトリガポイントが、時間、エネルギーレベル、またはピーク電力値のいずれかである、請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００７年８月１３日出願の米国特許実用新案出願第１１／８３７，７０２号明細書の継続出願であり、２００６年９月１日出願の米国特許仮出願第６０／８４２，１３１号明細書の優先権を主張するものである。上述の出願の開示内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
米国政府は、米商務省により交付されたＮＩＳＴ  ＡＴＰ  ＃７０ＮＡＮＢ３Ｈ３０１５の条項により規定されるように、本発明の一括払いライセンスおよび適切な条件で他にライセンスを供与する限定された状況での権利を有する。
【０００３】
本発明は、超音波溶接装置およびその方法に関し、より詳細には、超音波装置およびせん断波振動としても知られているワークの表面に平行な方向に加振される振動により溶接するための方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
典型的な超音波金属溶接装置１００の型が、図１に示されている。超音波金属溶接装置１００の典型的な構成要素には、超音波振動子（変換器）１０２、ブースター１０４、および超音波ホーン１０６が含まれる。ブースター１０４は、シリンダ１０５に反対位置にある両端部に取り付けられた外周縁部の極性マウント（図示せず）により振動子１０２とホーン１０６とに結合される。電源１０１からの周波数２０から６０ｋＨｚの電気的エネルギーは、超音波振動子１０２により機械的エネルギーに変換される。超音波振動子１０２、ブースター１０４、ホーン１０６は、全て電源の電気入力周波数に一致するように機械的に調整される。超音波振動子１０２で変換された機械的エネルギーは、ブースター１０４およびホーン１０６（典型的には軸方向の１／２波長共鳴器具である）を通って、溶接負荷１０８（２つの金属片１１２、１１４などの）に伝えられる。ブースター１０４およびホーン１０６は、機械的エネルギーを伝えるだけでなく、超音波振動子１０２からの機械的振動をゲイン係数により変換する機能を実行する。ブースターのゲインは、典型的には、１：０．５から１：２である。ホーンのゲインは、典型的には、１：１から１：３である。ブースターおよびホーンのゲインは、２０μｍピークトゥピークの（超音波振動子１０２からの）出力振幅とし、この振幅を増減する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ホーンチップ１１０で発生する機械的振動は、金属を互いに溶接する作業を行う運動である。本質的に、軸方向の変位は超音波振動子１０２により生成され、ブースター１０４によりゲインの修正が行われ、ホーン１０６により再びゲインの修正が行われる。互いに溶接される金属片１１２、１１４は、溶接先端部（ホーンチップ１１０）に隣接して配置される。垂直力（矢印１１６で示される）が溶接スタック１１８（超音波振動子１０２、ブースター１０４、ホーン１０６）に加えられる時、ホーンチップ１１０は溶接される上側金属片１１２と接触することになる。ここで超音波ホーン１０６の軸方向の振動は、上側金属片１１２へのせん断振動となる。溶接のクランプ力１１６が増大されると、ますますせん断振動が上側金属片１１２へ伝えられ、上側金属片１１２を前後に移動させることになる。溶接アンビル１２０に下側金属片１１４を設置する。下側金属片１１４に対する上側金属片１１２の前後運動は、互いに接触している金属片１１２、１１４の表面から酸化物や汚れをこすり取ることになる。このせん断運動やクランプ力を受けた後、２つの金属片１１２、１１４の間の溶接領域の金属材料が絡み合い、最終的に接合される。
【０００６】
ホーンチップ１１０において必要な振幅量は、典型的には、溶接される材料と接合に要する時間との関数である。ホーンチップ１１０でより大きな溶接振幅を使用することは、より多くの電力を超音波振動子１０２で変換させ、より短時間で溶接材料を接合することになる。溶接チップ１１０でより小さな溶接振幅を使用することは、より少ない電力を超音波振動子１０２で変換させ、より長い時間で溶接材料を接合することになる。ホーンチップ１１０における溶接振幅を指定することは、超音波振動子１０２の出力が、典型的には、例えば、２０ミクロン（μｍ）ピークトゥピークと一定であるため、ホーン１０６のゲイン係数とブースター１０４のゲイン係数との組み合わせの設計に影響することになる。
【０００７】
さらに、溶接される材料もホーンチップ１１０においてどのくらいの振幅が必要であるかに影響することになる。金属溶接に使用される典型的なホーン振幅は、４０μｍから８０μｍ（ピークトゥピーク）の範囲である。アルミニウムの場合は、５０から６０μｍ（ピークトゥピーク）より大きい振幅が問題になる。ホーンの振幅がより高いときに、アルミニウムを加熱し、アルミニウムを軟化させる傾向がある。上側金属片１１２の界面領域が十分に軟化されれば、ホーンチップ１１０は上側金属片１１２に侵入し、母材を劣化させ、このことが溶接の質を落とすことになる。典型的には、アルミニウム溶接では、こうした理由から、ホーン振幅が通常５５μｍ（ピークトゥピーク）より小さいままの状態であることが望ましい。
【０００８】
図２は、種々の一定の溶接振幅を使用して超音波溶接された３ｍｍ厚さのアルミニウム５７５４のサンプルに対するエネルギーを関数とする溶接強度を示すグラフである。達成された最大溶接強度は、約７５００Ｎ（ニュートン）以下であった。すなわち、比較的大きな一定の溶接振幅（６４μｍ）では、溶接強度は約４２００Ｎであり、比較的小さい一定の溶接振幅（４０μｍ）では、溶接強度は約７５００Ｎである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の超音波溶接装置およびその方法は、振幅プロファイリングを使用して、より高い溶接強度を達成する。溶接サイクルの初期期間で、超音波振動子が駆動信号で駆動されて、ホーンチップで比較的大きな溶接振幅を生成する。その初期期間の後、超音波振動子がより小さな駆動信号で駆動されて、ホーンチップでより小さな溶接振幅のより低レベルの生成をもたらす。
【００１０】
本発明が適用できるさらなる分野は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および具体例は、本発明の好ましい実施形態を示すが、一例にすぎず、本発明の範囲を制限しようとするものではないことは理解されたい。
【００１１】
本発明は、詳細な説明および添付図面からより十分に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】先行技術の超音波溶接装置の概略図である。
【図２】種々の一定の溶接振幅を使用して超音波溶接される３ｍｍ厚さのアルミニウム５７５４サンプルに対するエネルギーを関数とする溶接強度を示すチャートである。
【図３】本発明の一態様に従う振幅プロファイリングを使用する超音波溶接装置の概略図である。
【図４】本発明の一態様に従う振幅プロファイリングを使用する超音波溶接の方法のフローチャートである。
【図５】典型的な先行技術の超音波溶接サイクルの間の電圧および電力を示す一連のチャートである。
【図６】振幅プロファイリング（６０μｍおよび４０μｍの溶接振幅）を使用して溶接される３ｍｍ５７３４アルミニウムを、柔軟アンビルを使用して一定の６０μｍおよび一定の４０μｍの溶接振幅で溶接される３ｍｍ５７３４アルミニウムと比較したテスト結果のグラフである。
【図７】振幅プロファイリング（６０μｍおよび４０μｍの溶接振幅）を使用して溶接される３ｍｍ５７３４アルミニウムを、固定アンビル（緩いアンビルブロック）を使用して一定の６０μｍおよび一定の４０μｍの溶接振幅で溶接される３ｍｍ５７３４アルミニウムと比較したテスト結果のグラフである。
【図８】振幅プロファイリング（６０μｍおよび４０μｍの溶接振幅）を使用して溶接される３ｍｍ５７３４アルミニウムを、固定アンビル（固定アンビルブロック）を使用して一定の６０μｍの溶接振幅で溶接される３ｍｍ５７３４アルミニウムと比較したテスト結果のグラフである。
【図９】柔軟アンビルで振幅プロファイリングを使用して溶接される３ｍｍ５７３４アルミニウムの２５のサンプルを示すテスト結果のグラフである。
【図１０】固定アンビルで振幅プロファイリングを使用して溶接される３ｍｍ５７３４アルミニウムの２５のサンプルを示すテスト結果のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の好ましい実施形態の説明は、本来は一例にすぎず、決して本発明、その適用、またはその使用を制限しようとするものではない。
【００１４】
図３では、本発明の一態様に従う振幅プロファイリングを利用する超音波溶接装置３００が示されている。図１の超音波溶接装置１００の要素と共通の要素は、同じ符号で識別され、説明は相違点に焦点を合わせて行われる。超音波溶接装置３００では、電源３０１は、電源３０１を制御する制御装置３０３の適切なプログラミングなどにより、超音波振動子１０２を駆動して、以下で説明するようなホーン１０６のホーンチップ１１０で生成される溶接振幅の振幅プロファイリングを生成するように構成される。
【００１５】
図４は、本発明の一態様に従う振幅プロファイリングを示すフローチャートである。超音波溶接装置３００の電源３０１は、この振幅プロファイリングを実行するように構成される。溶接サイクルは、４００で開始し、４０２で電源３０１が第１の（高い）レベルで駆動信号を出力して超音波振動子１０２を駆動し、ホーンチップ１１０で大きな溶接振幅を生成する。電源３０１は、溶接サイクルの初期期間では第１のレベルで駆動信号を出力し続ける。４０４で、初期期間が満了したと判断した時に、電源３０１は、４０６で駆動信号を第１のレベルより低い第２の（低い）レベルに下げて、ホーンチップ１１０で小さな溶接振幅を生成する。電源３０１は、その後、溶接サイクルの残りの期間、この低いレベルで超音波振動子１０２を駆動する。４０８で、溶接サイクルが完了したと判断した時に、４１０で溶接は停止される。
【００１６】
本明細書で使用される振幅プロファイリングは、大きな溶接振幅で溶接サイクルを開始し、その後、溶接サイクルの初期期間の後に、その溶接振幅を小さな溶接振幅に下げることを意味する。上述した振幅プロファイリングは溶接振幅の１回の変更を伴うが、溶接振幅は１回以上変更され得ることは理解されたい。さらに、３つ以上の振幅が使用できることも理解されたい。溶接サイクルの初期期間が終了するタイミングを判断する「トリガポイント」は、すなわち、大きな溶接振幅と小さな溶接振幅との間の遷移の「トリガポイント」は、具体的には時間としてもよい。エネルギーレベルおよびピーク電力値など他のトリガポイントも、遷移が発生するタイミングを判断するのに使用され得ることは理解されたい。
【００１７】
本出願人は、振幅プロファイリングを使用してアルミニウムを超音波溶接することにより、一定の溶接振幅を使用して一般に達成される溶接強度より高い溶接強度を達成できることを見出した。例えば、溶接サイクルに入って０．２秒後に６４μｍであった大きな溶接振幅が４３μｍに低減された振幅プロファイリングを使用して、５７５４アルミニウムの３ｍｍ厚さのサンプルを溶接する際に、８８００Ｎと同じ大きさの溶接強度が達成される。さらに、上側金属片１１２などの部分に対するホーンチップ１１０の界面での溶着痕が、一定の溶接振幅での溶接と比べて低減された。
【００１８】
また、振幅プロファイリングにより、一定の溶接振幅が使用される時より大きな溶接振幅が初期の溶接振幅に使用できるようになる。上述したように、アルミニウムを溶接する際に、溶接振幅は、典型的には、５５μｍより小さく維持される必要がある。振幅プロファイリングを使用すれば、初期の大きな溶接振幅は５５μｍを超えてしまう可能性がある。例えば、初期の大きな溶接振幅は６４μｍであり得る。
【００１９】
本出願人は、振幅プロファイリングを使用する超音波溶接により得られる溶接強度の増大は、溶接サイクルにとって理想的な電力プロファイルを人為的に生成することによりもたらされると考えている。例えば、アルミニウムを溶接する際の超音波溶接サイクルの電力曲線は、溶接サイクルの初めは比較的高く、溶接サイクルの終わり近くで下降する傾向に従う。これは、超音波振動子１０２における作動電圧／振幅が一定のままである時にも当てはまる。図５は、一定の溶接振幅を使用する先行技術の典型的な溶接サイクルの間の電圧、電力、および他の溶接パラメータを示す一連のチャートである。
【００２０】
一定の溶接振幅を使用する先行技術の溶接サイクルでは、超音波振動子１０２は一定のレベルの駆動信号で駆動されるが、ホーンチップ１１０における実際の溶接振幅は溶接サイクルの間に衰える傾向がある。本出願人は、この減衰は、溶接ナゲットが大きくなる間はホーンチップ１１０における溶接振幅は大きいが、システム（金属片１１２、１１４およびホーンチップ１１０との金属片１１２の界面）の相対的剛性が小さいために生じると考えている。溶接サイクルが進行するにつれて、溶接ナゲットは大きくなり、システムはより硬くなる。より硬い溶接片（金属片１１２、１１４）は、ホーンチップ１１０の機械的変形のためにホーンチップ１１０における溶接振幅を低減させる。ホーンチップ１１０における溶接振幅のこの低減は、溶接サイクル全体においてホーンチップ１１０における溶接振幅が大きい（また一定の）状態のままである場合に通常は生じる過度のせん断による溶接へのダメージを防ぐ傾向がある。しかし、場合によっては、この自然減衰が発生しないと、その結果、溶接強度が自然減衰の生じる時より低くなる。この結果、一貫性のない溶接強度を有する溶接となる。本発明の振幅プロファイリングを使用して溶接することにより、ホーンチップ１１０において確実に溶接振幅が低減され、生じた溶接は常に強度を有する。
【００２１】
本発明の振幅プロファイリングを使用する超音波溶接の利点は、部分痕跡が低減された高いサンプルの引張り強度である。一定の大きな振幅での超音波溶接は、上述したように、ホーンチップ１１０との界面の金属片１１２を軟化させることができるアルミニウムの多量の表面熱を生成する。金属片１１２が軟化するにつれて、ホーンチップ１１０は金属片に侵入し、ホーンチップの深い痕跡を生成する。アルミニウムの場合には、この侵入はさらに、溶接の完了後にホーンチップに付着する過剰の部分を生成してしまう。
【００２２】
本出願人は、振幅プロファイリングを使用してアルミニウムを超音波溶接することは、ホーンチップ１１０に隣接するアルミニウムの溶接部分（例えば、上側金属片１１２）を軟化させる影響を低減するように見えることを見出した。溶接振幅が大きい初期期間の間、エネルギーは溶接ナゲットの形成に急速に投入される。金属片１１２、１１４などの溶接される部分の材料が軟化点（初期の溶接振幅が６４μｍである５７５４アルミニウムで、約０．４から０．５秒）に近付くにつれて、溶接振幅はより小さい第２の溶接振幅（例えば４３μｍ）に低減され、溶接サイクルの残りの期間で溶接ナゲットに投入されるエネルギーの割合を低減する。このことにより、溶接ナゲットは、ホーンチップ１１０に隣接する金属片１１２が軟化しないで大きくなる。ホーンチップ１１０に隣接する金属片１１２の材料軟化が低減されることは、ホーンチップ１１０による金属片１１２への侵入を低減し、金属片１１２とホーンチップ１１０との間の付着を大きく低減する。
【００２３】
一態様では、溶接される材料はアルミニウムであり、大きい溶接振幅は５５μｍより大きく、小さい溶接振幅は５５μｍより小さい。一態様では、溶接される材料はアルミニウムであり、大きい溶接振幅は６０μｍより大きく、小さい溶接振幅は５０μｍより小さい。一態様では、溶接される材料はアルミニウムであり、大きい溶接振幅は６０μｍより大きく、小さい溶接振幅は４５μｍより小さい。一態様では、大きい溶接振幅は、小さい溶接振幅より少なくとも１０μｍ大きい。
【００２４】
一態様では、初期期間は、ちょうどホーンチップに隣接する部分の材料が軟化するのにかかる時間未満である。一態様では、その時間は約０．２秒である。一態様では、初期期間は約０．４秒である。一態様では、初期期間は約０．５秒である。一態様では、初期期間は約０．２秒から約０．６秒の範囲である。
【００２５】
上述した振幅プロファイリング溶接を使用する研究は、Ｂｒａｎｓｏｎ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｄｒｉｖｅ  Ｗｅｌｄシステムを使用してアルミニウム溶接に対して行われた。振幅を切り替える時間を判断するためのトリガポイント方法として時間が使用された。
【００２６】
６０μｍから４３μｍ、６０μｍ、および４０μｍの３つの基本の振幅の制御技術が評価された。さらに、溶接は、標準的な柔軟アンビル、緩いアンビルブロックを有する固定アンビル、固定されたアンビルブロックを有する固定アンビルの３つの異なるアンビルタイプで実行された。この研究は、いずれの特定の設計も振幅制御方法と組み合わせた時に利点があるか否かを判断するために、さまざまなアンビルタイプを盛り込んだ。固定アンビル設計は、本質的に、横方向の駆動基板に固定される大きなアンビルブロックの設計である。固定アンビルブロックの中には、取り外し可能なアンビルブロックがある。このアンビルブロックはアンビルに堅く取り付けられるか、「遊動」するようにできる。前の試験では、アンビルブロックが堅く取り付けられたか（固定ＡＢ）、または遊動するようにできるか（緩いＡＢ）によって、溶接性能や強度に明らかな差異があることがわかった。種々の試験の組み合わせを示すマトリクスが以下に示されている。
【表１】
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【００２７】
柔軟アンビルと固定アンビルとのトリガポイントの時間は、０．４秒と０．２秒である。これは、２つのアンビルのタイプで安定した溶接プロセスを確実にし、過負荷を防ぐために行われた。全ての試験には、特定の溶接パラメータを一定にして以下の溶接システムが使用された。
溶接システム：Ｌａｔｅｒａｌ  Ｄｒｉｖｅ
コンバータ：５．５ｋＷ  Ｂｒａｎｓｏｎ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
ツーリング：Ｇｏｌｄ  Ｂｏｏｓｔｅｒ（ゲイン１．５）、Ｈｉｇｈ  Ｑ  Ｔｏｏｌ（ゲイン１：１）
ホーン：ＣＬ  Ｒｅｖ  １（ゲイン１．８）、最大振幅＝６３μｍ
溶接圧力：７０ｐｓｉ（７００重量ポンド）
アルミニウムサンプル：３ｍｍの５７５４
【００２８】
それぞれの試験で、（図６から図８に示される３つのグラフ全体の）アンビルタイプの各々に対する引張り強度対エネルギーのグラフを生成した。各グラフデータポイントは、５つの溶接の平均および標準偏差を示す。これらのグラフを統計的に検証するために、溶接の２５の選択されたデータポイントにおいて拡大して研究が実行された。
【００２９】
研究の結果が図６から図８に示されている。図からわかるように、３つのアンビルタイプでは性能に明らかな差異がある。優れた引張り強度の性能は、柔軟アンビルタイプおよび固定（緩いＡＢ）アンビルタイプの両方で示される。固定（固定ＡＢ）アンビルは、分散が非常に大きく、他のアンビルタイプのほぼ半分の全体的な引張り強度を示す。低い性能の結果から、最小数のデータポイントを生成するのが不可能なために、試験♯９は実行されなかった。
【００３０】
図６から図８のグラフからわかるように、試験は、振幅プロファイリング技術を使用した全体的な引張り強度性能の強化を示しているのが見てとれる。柔軟アンビルを使用すると、４０μｍの溶接が振幅プロファイリング技術の強度に近付く領域を示している。図６から図８に示された試験結果では、一定の４０μｍ振幅溶接が、より小さいエネルギー設定でより高い強度を生み出し、６０μｍ溶接が、より高いエネルギー設定でより高い強度を示している。振幅プロファイリングは、より広いエネルギー範囲にわたって、より安定した、より高い引張り強度を生み出すことにより、この効果を兼ね備えることが見てとれる。
【００３１】
さらに、固定アンビル（緩いＡＢ）の溶接は、広いエネルギー範囲にわたって、振幅プロファイリングがより安定した溶接強度を示す。小さな振幅設定の高い強度のエネルギーと大きな振幅設定の高い強度のエネルギーとは、柔軟アンビルのデータから相反することがわかる。固定アンビル（緩いＡＢ）で４０μｍの溶接振幅の使用は、より大きなエネルギー設定で高い強度の溶接をもたらすが、６０μｍ使用の溶接は、より小さなエネルギー設定で強い溶接をもたらす。振幅プロファイリングの使用は、広いエネルギー範囲にわたって、より強い、より安定した溶接をもたらすことにより、これらの効果を兼ね備えることが見てとれる。固定アンビル（緩いＡＢ）の３０００Ｊのデータポイントにおける振幅プロファイリングから生成される強度は、実際には、柔軟アンビルでの同じエネルギーレベルで生成される溶接強度（７０００Ｎ以下）より強い（８０００Ｎ以下）ことが見てとれる。
【００３２】
プロファイリングデータは、３０００Ｊにおいて、固定アンビル（緩いＡＢ）の平均引張り強度が柔軟アンビル（８ｋＮから６．８ｋＮ）の引張り強度よりわずかに良好であったことを示している。その結果が小さいサンプルサイズでの結果でなかったことを確実にするために、２５回のサンプルの実験が、柔軟アンビルおよび固定アンビル（緩いＡＢ）の両方の振幅プロファイリングを使用して３０００Ｊで行われた。その結果は、図９および図１０で示され、柔軟アンビルおよび固定アンビル（緩いＡＢ）の３０００Ｊのポイントは、統計的に等しいことを示している。
【００３３】
本発明の説明は、本来は単なる一例にすぎない。したがって、本発明の主旨から逸脱しない変形は本発明の範囲内にあるものとする。このような変形は、本発明の精神および範囲から逸脱するものとして見なされるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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