一种超声波焊头制造技术

本发明专利技术公开了一种超声波焊头，包括信号线、换能器外壳、换能器前驱部分、后部连接法兰、连接套筒、前部连接法兰、焊头连接圆台、焊头蓄力部、焊头发射部和焊头工作部等；本发明专利技术通过焊头端面的特殊结构设计，很好地解决了超声波焊接过程中打滑，变形，虚焊等现象，使得超声波焊接在金属焊接领域的适用性有了进一步的提高，成为锂电电池焊接工艺中不可或缺的一环。

A Kind of Ultrasound Welding Head

The invention discloses an ultrasonic welding head, which comprises a signal line, a transducer shell, a transducer front part, a rear connecting flange, a connecting sleeve, a front connecting flange, a welding head connecting circular platform, a welding head accumulating part, a welding head transmitting part and a welding head working part, etc. The invention solves the slippage and deformation in the process of ultrasonic welding well through the special structure design of the welding head face. Virtual welding and other phenomena have further improved the applicability of ultrasonic welding in the field of metal welding, and become an indispensable part of the lithium battery welding process.

【技术实现步骤摘要】
一种超声波焊头
本专利技术涉及焊接
，特别涉及一种超声波焊头。
技术介绍
在锂电池生产工艺中，超声波焊接以其焊接内阻小，效率高，能耗低等无可比拟的优势成为电池焊接中不可替代的一项技术。但因为超声波焊头在焊接不同工件的过程中，受其自身振动机理的限制，极易造成能量传递的不稳定，进而对焊接工件产生打滑，焊破，虚焊，烧焦等不良现象。所以如何用好超声波焊接就成为一个业界难题，急需一种技术来弥补这一不足。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种超声波焊头，解决的问题。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种技术方案：一种超声波焊头，包括信号线、换能器外壳、换能器前驱部分、后部连接法兰、连接套筒、前部连接法兰、焊头连接圆台、焊头蓄力部、焊头发射部和焊头工作部；所述换能器外壳的左侧面上固定连接有一个信号线；所述换能器外壳的右侧面上整体成型有一个换能器前驱部分；所述连接套筒的左侧面上连接有一个后部连接法兰，所述后部连接法兰的另一面与换能器前驱部分右侧端固定连接在一起；所述连接套筒的右侧面上连接有一个前部连接法兰，所述前部连接法兰的另一面上固定连接有一个焊头连接圆台；所述焊头连接圆台的右侧面上固定连接有一个焊头蓄力部；所述焊头蓄力部的右侧面上整体成型有一个焊头发射部；所述焊头发射部上均布有数个焊头工作部。作为优选，所述焊头工作部的具体结构为：包括金字塔齿形结构、梯形凸边、沟槽、直线沟槽和坡面；所述金字塔齿形结构为数个，以3×5的矩形排列的方式固定连接在焊头发射部上；所述梯形凸边为4个，所述梯形凸边以矩形排列的方式设置在金字塔齿形结构的四周，所述梯形凸边同样固定连接在焊头发射部上；所述金字塔齿形结构之间设有直线沟槽，所述金字塔齿形结构和梯形凸边之间设有沟槽；所述金字塔齿形结构的四周均设有坡面。作为优选，所述信号线为声电转换的高频信号线。作为优选，所述换能器外壳为绝缘换能器外壳。本专利技术的有益效果：本专利技术通过焊头端面的特殊结构设计，很好地解决了超声波焊接过程中打滑，变形，虚焊等现象，使得超声波焊接在金属焊接领域的适用性有了进一步的提高，成为锂电电池焊接工艺中不可或缺的一环。附图说明为了易于说明，本专利技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术焊头工作部的结构示意图。图3为本专利技术焊头工作部的结构示意图。1-信号线；2-换能器外壳；3-换能器前驱部分；4-后部连接法兰；5-连接套筒；6-前部连接法兰；7-焊头连接圆台；8-焊头蓄力部；9-焊头发射部；10-焊头工作部；101-金字塔齿形结构；102-梯形凸边；103-沟槽；104-直线沟槽；105-坡面。具体实施方式如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种超声波焊头，包括信号线1、换能器外壳2、换能器前驱部分3、后部连接法兰4、连接套筒5、前部连接法兰6、焊头连接圆台7、焊头蓄力部8、焊头发射部9和焊头工作部10；所述信号线1用于传输高频高压的的电信号；所述换能器外壳2可用于夹持以及用来做绝缘保护，防止触电危险；所述换能器前驱部分3采用倒漏斗形状，此形状有利于超声波能量的集中，减少横向波形的影响，提高超声波传递的效率；所述后部连接法兰4主要用于压住换能器底部，可以在换能器和套筒内的调幅器连接处增加一定的预压紧力，保证超声波连接处的传递；所述连接套筒5为通过两个预压紧的法兰环固定在换能器和焊头的中间，起到连接及传递超声的作用，同时又提供了整套焊接单元的夹持位置；所述前部连接法兰6主要用于压出焊头底部，可以在焊头和套筒内的调幅器连接处增加一定的预压紧力，保证超声波连接处的传递；所述焊头连接圆台7，一般情况为了保证不受到横振的影响，连接圆台处任一方向尺寸都要小于50mm以内，故此处用一个直径45mm，高度15mm的圆台作为连接；所述焊头蓄力部8，一般此部位需要比较大的体积，以保证超声振动的均匀性。从而保证焊头工作端的均匀性；所述焊头发射部9的体积一般会比焊头蓄力部8小，体积一般是焊头蓄力部8的1/3～1/2，因为存在这个体积差，超声波从发射部传递出的振幅就会放大，固可以提供给超声焊接更大的能量，发射部和蓄力部一般因为尺寸急剧变化，都需要圆弧柔性过度，以避免突然的振幅拉伸变化，造成焊头内部局部内应力过大在工作中开裂；所述焊头工作部10，因为需焊接工件尺寸较大，所以此工作部的横向尺寸要做到比较宽。但因为超声波整体能量及功率的有限性，在比较大的尺寸上(一般大于60mm)超声波焊接的效果都不是特别理想。此出通过将焊接位置割裂成6段，而每一段做了特殊的花纹设计，使得分开的6段焊点的焊接强度达到了整段焊接的焊接强度，同时因为焊接面积的减小，等效地增加焊接接触面的压强，最大程度地减少了因为超声系统本身功率所受的限制，达到了小功率焊接大面积的目的，工作部采用两面对称设计，可以保证超声波焊头工作时振动的均匀性。所述换能器外壳2的左侧面上固定连接有一个信号线1；所述换能器外壳2的右侧面上整体成型有一个换能器前驱部分3；所述连接套筒5的左侧面上连接有一个后部连接法兰4，所述后部连接法兰4的另一面与换能器前驱部分3右侧端固定连接在一起；所述连接套筒5的右侧面上连接有一个前部连接法兰6，所述前部连接法兰6的另一面上固定连接有一个焊头连接圆台7；所述焊头连接圆台7的右侧面上固定连接有一个焊头蓄力部8；所述焊头蓄力部8的右侧面上整体成型有一个焊头发射部9；所述焊头发射部9上均布有数个焊头工作部10。如图2和图3所示，所述焊头工作部10的具体结构为：包括金字塔齿形结构101、梯形凸边102、沟槽103、直线沟槽104和坡面105；所述金字塔齿形结构101每个齿顶是一个小平面结构，面积约为金字塔底面的1/25，有利于增大焊接时焊头对工件的抓紧力，避免焊接时工件打滑，造成焊接不稳定，顶上的小平面结构又避免了顶面太尖击穿被焊接工件，同时也最大限度地聚拢了焊接能量，提高了超声能量的传递效率；所述梯形凸边102此凸边截面为梯形结构，长度与每条边金字塔型齿的长度相等，高度等于每个金字塔的塔底，在焊接的过程中，该凸边可以压住焊接周边区域，在焊接的过程中将超声波能量向四周发散出去，而不是集中在周围导致周边区域因能量集中产生金属片破裂；所述沟槽103该沟槽作用是阻断超声波传递的连续性。当中间发射超声能量时由于中间隔断的沟槽，可以使中间的振动后周边四条凸边的振动部在一个相位上，当金字塔型部位发射超声能量焊接时，周围凸边因为相位差起到了对焊接周边区域的反向阻断作用，故周边区域的焊接能量就被很好的抵消，很好的避免了因为振动幅度过大，焊接区域周边焊破的问题；所述直线沟槽104该直线沟槽的高度在金字塔型齿的底部且等于周边凸边的顶部，在超声焊接过程中，焊接材料被挤压在一块最终形成焊点。当挤压变形度过大时，焊点就容易产生比较大的变形，这些沟槽的作用是可以将挤出来的材料排泄在里面，而不会同时向外部挤出造成极大的变形，极大地降低了焊接后产品相对于焊接前的变形量，达到更稳定地焊接效果；所述坡面105为45度斜坡，这个角度使得焊点有一定的强度，不会因焊接剧烈摩擦而崩断，也不会因为太平缓使得焊接抓紧力不够，同时因为这个坡度的存在，超声波从底部往顶部传递，由于面积从大到小，其中大部分横向的杂波就随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波焊头，其特征在于：包括信号线(1)、换能器外壳(2)、换能器前驱部分(3)、后部连接法兰(4)、连接套筒(5)、前部连接法兰(6)、焊头连接圆台(7)、焊头蓄力部(8)、焊头发射部(9)和焊头工作部(10)；所述换能器外壳(2)的左侧面上固定连接有一个信号线(1)；所述换能器外壳(2)的右侧面上整体成型有一个换能器前驱部分(3)；所述连接套筒(5)的左侧面上连接有一个后部连接法兰(4)，所述后部连接法兰(4)的另一面与换能器前驱部分(3)右侧端固定连接在一起；所述连接套筒(5)的右侧面上连接有一个前部连接法兰(6)，所述前部连接法兰(6)的另一面上固定连接有一个焊头连接圆台(7)；所述焊头连接圆台(7)的右侧面上固定连接有一个焊头蓄力部(8)；所述焊头蓄力部(8)的右侧面上整体成型有一个焊头发射部(9)；所述焊头发射部(9)上均布有数个焊头工作部(10)。

【技术特征摘要】
1.一种超声波焊头，其特征在于：包括信号线(1)、换能器外壳(2)、换能器前驱部分(3)、后部连接法兰(4)、连接套筒(5)、前部连接法兰(6)、焊头连接圆台(7)、焊头蓄力部(8)、焊头发射部(9)和焊头工作部(10)；所述换能器外壳(2)的左侧面上固定连接有一个信号线(1)；所述换能器外壳(2)的右侧面上整体成型有一个换能器前驱部分(3)；所述连接套筒(5)的左侧面上连接有一个后部连接法兰(4)，所述后部连接法兰(4)的另一面与换能器前驱部分(3)右侧端固定连接在一起；所述连接套筒(5)的右侧面上连接有一个前部连接法兰(6)，所述前部连接法兰(6)的另一面上固定连接有一个焊头连接圆台(7)；所述焊头连接圆台(7)的右侧面上固定连接有一个焊头蓄力部(8)；所述焊头蓄力部(8)的右侧面上整体成型有一个焊头发射部(9)；所述焊头发射部(9)上均布有数个焊头工作部(10)。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏建，袁承彬，石新华，段忠福，
申请(专利权)人：上海骄成机电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31