一种超声波金属焊接装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种超声波金属焊接装置，包括传振杆、压杆、装夹块、焊头和振动激励装置；传振杆包括振动输出槽、振动输入端面，振动输出槽设置于传振杆中部，振动输入端面设置于传振杆两端，传振杆的轴线为沿传振杆的长度方向，振动输入端面与传振杆轴线相垂直，振动输入端面用于连接振动激励装置，振动输出槽的中轴线与传振杆轴线垂直相交；压杆包括固定体、振动输入台、振动耦合锥孔，固定体设置于压杆的一端，振动耦合锥孔设置于压杆的另一端，振动输入台设置于压杆的中部区域，压杆的轴线为沿压杆的长度方向，振动输入台和振动耦合锥孔与压杆轴线同轴设置。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波金属焊接装置
本技术涉及超声波焊接领域，特别是涉及一种超声波金属焊接装置。
技术介绍
在焊接领域，超声波金属焊接是介于冷压焊和摩擦焊之间的一种工艺。焊接时，焊接压力通过焊头焊点垂直作用在焊接表面上，同时叠加着高频振动的剪切力，当剪切力超过材料弹性极限时，工件接触表面部分地区开始发生滑移，这个剪切力在焊接过程中以每秒钟几万次的频率不断地改变方向，破碎并清除工件表面的污物，纯净金属表面开始呈多点状接触，随着高频振动的延续，纯净金属接触面积不断扩大，直到扩展为整个焊接区，与此同时在接触面上发生原子扩散，金属再结晶生成细晶粒组织结构并且呈现金属冷变形的特性。常规超声波金属焊接装置的焊头主体部分工作在纵振模态，超声振动方向同焊头轴线平行，焊点分布在焊头侧面，焊点平面同焊头轴线平行，这种结构，焊接压力作用中心轴线一般都偏离焊头焊点位置，焊接工件时，焊头焊点位置会产生焊接反作用，焊接反作用力会因这种偏离产生一焊接反作用力矩，这种焊接反作用力矩会导致超声波金属焊接装置的焊头等结构部件发生扰度变形，这种扰度变形会直接导致焊接精度和焊接效率降低，变形严重的还会导致焊接工件受损。另外对于一些较大的工件，难焊的工件，如粗线束焊接、多层板材焊接等需要较大焊接功率，常规超声波金属焊接装置一般都配置一个超声换能器，这样焊接功率就受到局限。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种超声波金属焊接装置，以解决相关技术中存在的常规超声波金属焊接装置配置一个超声换能器，焊接功率受到局限的问题，和常规超声波金属焊接装置存在焊接反作用力矩，导致焊接精度和焊接效率降低的问题本技术提供一种超声波金属焊接装置，包括传振杆、压杆、装夹块、焊头和振动激励装置；所述传振杆包括振动输出槽、振动输入端面、传振杆轴线，所述振动输出槽设置于所述传振杆中部，所述振动输入端面设置于所述传振杆两端，所述传振杆的轴线为沿设置于所述传振杆的长度方向，所述振动输入端面与所述传振杆的轴线相垂直，所述振动输入端面用于连接所述振动激励装置，所述振动输出槽的中轴线与所述传振杆的轴线垂直相交；所述压杆包括固定体、振动输入台、振动耦合锥孔、压杆轴线，所述固定体设置于所述压杆的一端，所述振动耦合锥孔设置于所述压杆的另一端，所述振动输入台设置于所述压杆的中部区域，所述压杆的轴线设置于为沿所述压杆的长度方向，所述振动输入台和所述振动耦合锥孔与所述压杆的轴线同轴设置；所述焊头包括振动耦合锥体、焊点，所述焊头的一端设有所述振动耦合锥体，所述焊头的另一端设有所述焊点，所述焊点端面同所述焊头的轴线垂直；所述装夹块固定连接于所述压杆的一端，所述固定体装夹在所述装夹块内，所述振动输入台装卡在所述传振杆的所述振动输出槽内，所述振动激励装置直接连接在所述传振杆的所述振动输入端面上，所述压杆的轴线与所述传振杆的轴线垂直相交；所述振动耦合锥体和所述振动耦合锥孔的形状相适配，所述振动耦合锥体装配在所述振动耦合锥孔内，从而所述焊头与所述压杆同轴相连。进一步，所述传振杆工作在纵振模态，振动方向同自身轴线相平行，用于传递超声振动；所述压杆工作在横振工作模态，振动方向同自身轴线相垂直，用于同时传递超声振动和焊接压力；所述焊头工作在横振工作模态，振动方向同自身轴线垂直，用于焊接工件。进一步，所述装夹块用于固定装夹所述压杆，同时限定所述固定体的振动，使整个所述固定体部分振动最小，直至趋近于零。进一步，所述振动输出槽设在所述传振杆中部的纵振波峰位置，呈环形槽结构，用于把来自所述传振杆两端的超声振动汇聚输出。进一步，所述压杆的所述固定体连接在所述压杆一端的横振振动波节位置，以便所述压杆的装夹固定和外部焊接压力的导入。进一步，所述振动输入台设在所述压杆中部的横振波峰位置，呈环形台结构，用于把来自所述振动输出槽的超声振动耦合到所述压杆。进一步，所述振动耦合锥体和所述振动耦合锥孔相配合，把所述焊头连接在所述压杆的一端，焊接压力通过所述压杆同轴传给所述焊头的所述焊点，并作用于被焊工具。进一步，所述振动激励装置为超声换能器或压电陶瓷组件，用于提供超声振动激励源。进一步，所述振动激励装置包括超声波变幅杆，所述振动输入端面通过所述超声波变幅杆与所述超声换能器相连接。进一步，所述压电陶瓷组件包括压电陶瓷片、电极片、压盖和紧固件，所述压电陶瓷片、所述电极片和所述压盖通过所述紧固件压紧连接在所述振动输入端面上。与相关技术相比，本技术达到的有益效果是：本技术提供一种超声波金属焊接装置，其焊接作用力可以通过压杆直接同轴传给焊头的焊点，没有焊接反作用力矩，焊头等装置部件不存在扰度变形，可以实现高效焊接。本技术提供一种超声波金属焊接装置，可以同时连接两个振动激励装置，可以实现更大的超声焊接功率。本技术提供一种超声波金属焊接装置，结构简单，成本低廉，利于普遍推广。附图说明图1是本技术提供的超声波金属焊接装置的实施例1的整体结构示意图；图2是本技术提供的超声波金属焊接装置的实施例1的结构分解图；图3是本技术提供的超声波金属焊接装置的实施例2的整体结构示意图；图4是本技术提供的超声波金属焊接装置的实施例3的整体结构示意图；图5是本技术提供的超声波金属焊接装置的实施例3的结构分解图。图中标号：1.传振杆，1a.振动输出槽，1b.振动输入端面，2.压杆，2a.固定体，2b.振动输入台，2c.振动耦合锥孔，3.装夹块，4.焊头，4a.振动耦合锥体，4b.焊点，5.超声换能器，6.超声波变幅杆，7.压电陶瓷片，8.电极片，9.压盖，10.紧固件。具体实施方式以下，基于优选的实施方式并参照附图对本技术进行进一步说明。此外，为了方便理解，放大(厚)或者缩小(薄)了图纸上的各种构件，但这种做法不是为了限制本技术的保护范围。单数形式的词汇也包括复数含义，反之亦然。在本技术实施例中的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，本技术的描述中，为了区分不同的单元，本说明书上用了第一、第二等词汇，但这些不会受到制造的顺序限制，也不能理解为指示或暗示相对重要性，其在技术的详细说明与权利要求书上，其名称可能会不同。本说明书上的词汇是为了说明本技术的实施例而使用的，但不是试图要限制本技术。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波金属焊接装置，其特征在于：/n包括传振杆(1)、压杆(2)、装夹块(3)、焊头(4)和振动激励装置；/n所述传振杆(1)包括振动输出槽(1a)、振动输入端面(1b)，所述振动输出槽(1a)设置于所述传振杆(1)中部，所述振动输入端面(1b)设置于所述传振杆(1)两端，所述传振杆(1)的轴线为沿所述传振杆(1)的长度方向，所述振动输入端面(1b)与所述传振杆(1)的轴线相垂直，所述振动输入端面(1b)用于连接所述振动激励装置，所述振动输出槽(1a)的中轴线与所述传振杆(1)的轴线垂直相交；/n所述压杆(2)包括固定体(2a)、振动输入台(2b)、振动耦合锥孔(2c)，所述固定体(2a)设置于所述压杆(2)的一端，所述振动耦合锥孔(2c)设置于所述压杆(2)的另一端，所述振动输入台(2b)设置于所述压杆(2)的中部区域，所述压杆(2)的轴线为沿所述压杆(2)的长度方向，所述振动输入台(2b)和所述振动耦合锥孔(2c)与所述压杆(2)的轴线同轴设置；/n所述焊头(4)包括振动耦合锥体(4a)、焊点(4b)，所述焊头(4)的一端设有所述振动耦合锥体(4a)，所述焊头(4)的另一端设有所述焊点(4b)，所述焊点(4b)端面同所述焊头(4)轴线垂直；/n所述装夹块(3)固定连接于所述压杆(2)的一端，所述固定体(2a)装夹在所述装夹块(3)内，所述振动输入台(2b)装卡在所述传振杆(1)的所述振动输出槽(1a)内，所述振动激励装置直接连接在所述传振杆(1)的所述振动输入端面(1b)上，所述压杆(2)的轴线与所述传振杆(1)的轴线垂直相交；/n所述振动耦合锥体(4a)和所述振动耦合锥孔(2c)的形状相适配，所述振动耦合锥体(4a)装配在所述振动耦合锥孔(2c)内，从而所述焊头(4)与所述压杆(2)同轴相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种超声波金属焊接装置，其特征在于：
包括传振杆(1)、压杆(2)、装夹块(3)、焊头(4)和振动激励装置；
所述传振杆(1)包括振动输出槽(1a)、振动输入端面(1b)，所述振动输出槽(1a)设置于所述传振杆(1)中部，所述振动输入端面(1b)设置于所述传振杆(1)两端，所述传振杆(1)的轴线为沿所述传振杆(1)的长度方向，所述振动输入端面(1b)与所述传振杆(1)的轴线相垂直，所述振动输入端面(1b)用于连接所述振动激励装置，所述振动输出槽(1a)的中轴线与所述传振杆(1)的轴线垂直相交；
所述压杆(2)包括固定体(2a)、振动输入台(2b)、振动耦合锥孔(2c)，所述固定体(2a)设置于所述压杆(2)的一端，所述振动耦合锥孔(2c)设置于所述压杆(2)的另一端，所述振动输入台(2b)设置于所述压杆(2)的中部区域，所述压杆(2)的轴线为沿所述压杆(2)的长度方向，所述振动输入台(2b)和所述振动耦合锥孔(2c)与所述压杆(2)的轴线同轴设置；
所述焊头(4)包括振动耦合锥体(4a)、焊点(4b)，所述焊头(4)的一端设有所述振动耦合锥体(4a)，所述焊头(4)的另一端设有所述焊点(4b)，所述焊点(4b)端面同所述焊头(4)轴线垂直；
所述装夹块(3)固定连接于所述压杆(2)的一端，所述固定体(2a)装夹在所述装夹块(3)内，所述振动输入台(2b)装卡在所述传振杆(1)的所述振动输出槽(1a)内，所述振动激励装置直接连接在所述传振杆(1)的所述振动输入端面(1b)上，所述压杆(2)的轴线与所述传振杆(1)的轴线垂直相交；
所述振动耦合锥体(4a)和所述振动耦合锥孔(2c)的形状相适配，所述振动耦合锥体(4a)装配在所述振动耦合锥孔(2c)内，从而所述焊头(4)与所述压杆(2)同轴相连。


2.根据权利要求1所述的一种超声波金属焊接装置，其特征在于，
所述传振杆(1)工作在纵振模态，振动方向同自身轴线相平行，用于传递超声振动；所述压杆(2)工作在横振工作模态，振动方向同自身轴线相垂直，用于同时传递超声振动和焊接压力；所述焊头(4)工作在横振工作模态，振动方向同自身...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祥国，
申请(专利权)人：威海国升超声技术有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37