用超声波对圆形坯料进行固定式焊接的方法技术

一种采用超声波来对圆形坯料进行固定焊接的方法，其中圆形坯料连同将被焊合的物体一起，被夹在环形超声波焊头（２６）和对接接头（１２）之间，其特征在于由位于圆形坯料（１３）中部超声波引起的振动可由作用在圆形坯料上的机械运动来限制。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种采用超声波来固定焊接环形坯料的方法，其中环形坯料连同将被焊合的物体一起，被夹在环形超声波焊头和对接接头之间。本专利技术还涉及一种应用超声波将环形坯料固定地焊到物体上的设备，该设备包括一个带有环形焊接表面的超声波焊头和一个对接接头．
技术介绍
果汁、运动饮品或类似的未充二氧化碳或软饮料之类的消费性饮料可被装入，例如聚酯塑料(PET)瓶中。这类瓶子通常是由注压坯料或预成型品生产而得，该坯料或预成型品由中心源生产出然后再送到吹瓶机上。在吹瓶机中，预成型品被加热并且沿其纵向机械拉伸，之后向它加上一个压差，这样它将会膨胀至靠着成对模壳的内侧。也可通过以下方法来制造相似类型的吹塑瓶，通过加热和在密闭或封住的模子中膨胀来使预制的中空预成形品成为所需的容器。然而不是使用注模预成型品中的原始材料，而是采用网状的热塑性材料，即聚酯(PET)，或是高密度聚乙烯(HDPE)来生产预成形品，在这种情况中，一个网状物形成能与圆筒壁固定结合的底部，而另一个网在圆筒壁中形成，从而制成了预成型品或半成品。通过采用网状材料生产预成型品，可在利用简单层压材料，包括，例如阻气材料层的同时，尽可能的减少材料的消耗。这样，就可通过两个材料网来构成部件，即管形套部分和一个基本圆形的底板，在加热和加压的作用下，能通过形成的液封焊缝相互连接在一起。在这种情况下，传统的技法是利用，如热空气喷嘴，来将两部件的边缘部分加热至塑性材料的软化或熔化温度，然后将部件放在一起并在一起压制，直到这种材料熔化并且稳定为止。在这种情况中，所提供的一定量的热量由于诸如工作环境和消耗能量之类的各种原因，应该被减至最小。对两个部件边缘区域的过份加热还有产生在邻近区域产生永久热变形的危险，同时会延长冷却操作，从而降低生产率。同时还测试了另一种将两部件加热并相互密封的另一种方法，即采用带有基本上为环形工作表面的超声波焊头，借助于位于套筒中的芯形对接接头，在同时供应能量的情况下，将底部和壳体部分的边缘区域压在一起。理论上讲，这种焊接方法快速可行并且耗能少，但实际的分析和实验表明超声波能量被导向并集中在底板的中心部分，结果造成底板在超声波焊接操作中易于变形和破裂。在一个圆形的底板中，通常在焊接操作的连接中会产生直径为几个毫米的贯穿底板的中心孔。通过分析已经证明，这个问题通常发生在底板或圆形坯料的超声焊接中，并且迄今为止还不可能利用现有技术方法完全避免这种缺陷。由于相当大的一部分超声波能量都集中在底板的中心区域，所以对实际焊接处，即圆形底部焊缝的加热会相应地降低，结果是得到了不完全或是弱化的焊缝。这样，就需要在本技术中采取一种方法，这种方法可在圆形坯料的环形区域上进行可行的超声焊接，而不会破坏圆形坯料的中心区域。本专利技术的目的一方法本专利技术的一个目的是创立一种方法，通过它可将圆形坯料用超声波固定焊接到另一个物体上，如用于包装容器的套管形外壳，而不会对圆形坯料的中部造成任何负面影响，或是造成破坏，例如产生孔。本专利技术的另一个目的是创立一种方法，通过它可使对圆形坯料的超声波焊接在基本上采用传统已知设备的情况下，实现快速且简单的焊接周期。而且本专利技术的另一个目的是创立一种方法，通过它可使圆形坯料的超声波焊接从能量的角度更节约，从而很适于快速生产包装容器坯料，还不会产生上述的缺陷。解决方案可根据本专利技术来达到上述或其它目的，其中的方法是，它采用超声波来固定焊接圆形坯料，圆形坯料连同将被焊合的物体一起，被夹在环形超声波焊头和对接接头之间，这种方法的特征在于，由于超声波而在圆形坯料中部产生的振动，被作用在圆形坯料上的机械运动所限制。根据本专利技术方法的优选实施方案的另一些特征，在附属权利要求2到6中有所说明。还有必要在现有技术中制造一种能将根据本专利技术的方法简化，并能投入实际的设备，这种设备可避免上述缺陷，即防止在圆形坯料的中部发生的损坏，其中的圆形坯料在环向焊接时与另一物体相连，例如用于包装容器坯料的管形套。本专利技术的目的-设备本专利技术的另一个目的是制造一种设备，通过它可在环形结构中采用超声波对圆形坯料进行固定焊接，该设备包括在超声波焊接过程中，防止圆形坯料中部受损的机构。而且本专利技术的另一个目的是制造一种能实现本专利技术方法的设备，该设备能可靠且快速地将包装容器坯料的环状外壳部分和用来做底板的圆形坯料密封在一起。此外本专利技术的另一个目的是制造一种能实现本专利技术方法的设备，这种设备简单、可靠、并且适用于包装容器坯料的高速生产。解决方案可根据本专利技术来达到这些和其它目的，其中的设备采用超声波将圆形坯料固定焊接到另一物体上，该设备包括一个带有环形焊接表面的超声波焊头和一个对接接头，该设备的特征在于它具有用于固定地保持圆形坯料的工作表面，工作表面显示装置用于在焊接循环期间支撑圆形坯料的中心区域。根据本专利技术设备的优选实施方案的另一些特征，在附属权利要求8至10中有所说明．附图简述根据本专利技术方法和设备的一个优选实施方案现在将通过参照示意图在下文中进行更详细的说明，附图中仅表示出了那些对于理解本专利技术必不可少的那些部件和细节。在附图中附图说明图1A、1B、1C和1D逐步表示了管状外壳部分的生产过程，它的一端带有采用本专利技术方法而制成的圆形坯料；图2A表示的是圆形坯料的制造过程，而图2B和图2C则分别用横截面图和俯视图表示出一个完成的圆形坯料；图3A和3B表示的是应用要本专利技术的设备将圆形坯料安装和焊到外壳部分上；图4表示的是用于包装容器的一个已完成的预成品和半成品。优选实施方案详述可采用根据本专利技术的方法和设备来将热塑性材料的圆形坯料用超声波固定地焊接到所需类型的物体上，但为表示本专利技术，以下将说明那些在环状或管状包装容器、成品或预成品生产过程中所采用的方法和设备，这些容器、半成品或预成品将通过瓶子吹制技术随后被制成，例如吹塑瓶。在这种情况下，包装容器或成品1是由热塑性材料制成，例如聚酯(PET)或高密度聚乙烯(HDPE)，或由另外的多层材料制成。优选的是，所用材料采用材料网2，14的形式，它们可由一种或多种塑料构成，这些塑料被层压或相互连在一起。这些网状材料处于卷起状态供给生产环状套管3的机器，这些套管是通过卷绕材料网2制得的，卷绕方向与材料网的关系是，套管3的中心轴4相对于材料网2的凸起或定向方向5横向延伸。由于材料的定向，所生产的套管3会由于加热而收缩至一个更小的直径，这个将在后文中进一步得到解释的较小直径应用于形成套管3的端部中。更确切的讲，材料网2被分成均匀一致的间隔(由横穿材料网的折线6表示)，从而分隔成单独的坯料2’，这种用原先方法进行加热和机械处理的单独坯料被卷成大体圆柱形，它的重叠边缘部分由于加热和机械处理而熔合在一起，从而构成了壳的焊接点7，它在制成的预成品中会垂直延伸。这种套管的生产技术在现有技术中已为人熟知，并在，例如瑞典专利申请No．SE75100925中有所说明，此处为作进一步的详细说明而将其引入作为参考。图1D表示的是根据上述形成并具有外壳焊接点7的外壳或套管3是如何被放置在成形刀具8上的，该刀具呈芯状，并且它的直径略小于套管3的直径(滑动配合)。刀具8还在外部包括一个呈圆形的下端，它可允许套管3从里面伸出。凸出的套管下部被，例如从喷嘴9喷出的热空气加热到能使材料软化或塑化的温度，这样由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：A·安德森，
申请(专利权)人：利乐拉瓦尔集团及财务有限公司，
类型：发明
国别省市：