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公开了一种超声波金属焊接装置，包括机架、焊接底座、自动焊接装置、半波三联组、刚性保持装置；自动焊接装置设置在机架上，包括行程调节装置和夹持装置；行程调节装置用于调节夹持装置沿滑轨移动的行程；半波三联组包括依次连接的超声波振子、变幅器和焊头；超声波振子和变幅器之间设置有第一阻尼片，变幅器和焊头之间设置有第二阻尼片，振子套筒通过第一阻尼片和第二阻尼片套设在半波三联组的外部；夹持装置用于夹持振子套筒；刚性保持装置安装在夹持装置上，用于抵住焊头上方，保持焊头在竖直方向的刚度，通过阻尼片和刚性保持装置能够保证焊接方向上的刚性的同时，有效传递超声波振动，实现了工件的焊接，减少了功率损耗。

An ultrasonic metal welding device

The utility model discloses an ultrasonic welding device, which comprises a frame, welding base, automatic welding device, half wave group, triple rigid retaining device; automatic welding device is arranged on the machine frame, including stroke adjusting device and a clamping device; stroke adjusting device for adjusting the clamping device to move along the sliding rail travel; half wave the triple group includes ultrasonic transducer, transformer connection and welding head; the first damping plate is arranged between the ultrasonic transducer and amplitude transformer, second damping plate is arranged between the horn and the horn, the vibrator sleeve through the first damping sheet and second damping plate is sheathed outside the half wave triad; clamping device for clamping a vibrator sleeve; rigid retaining device is arranged in the holding device for welding clamp, against the above, keep the head in the vertical direction stiffness, damping and rigidity by piece The retaining device can guarantee the rigidity of the welding direction, effectively transfer the ultrasonic vibration, realize the welding of the workpiece, and reduce the power loss.

【技术实现步骤摘要】
一种超声波金属焊接装置
本技术涉及金属焊接领域，尤其涉及一种含有半波三联组的20KHz超声波金属焊接装置。
技术介绍
金属超声焊接装置是一种将电能转化为机械能的装置，通过使焊头高频振动，与工件发生摩擦，产生焊接所需的热量，完成工件的焊接。其基本原理是利用逆压电效应。通过超声发生器给紧密排列的压电陶瓷接通高频交流电源，其由于逆压电效应发生与交流电源相同频率的交替膨胀与收缩，将电能转化为机械能。与换能器超声波振子相连的焊头设定的固有频率与超声发生器产生的交流电源一致，固有频率振动方向与换能器超声波振子振动方向一致，焊头就能够发生共振，从而使焊头与待焊工件之间产生高频摩擦，生成足够完成焊接的热量。目前半波超声焊接设备的焊头基本上采用悬臂式，刚度较低。此外，由于需要将焊头固定在焊接装置上，此时可能由于夹持的原因造成振型改变和振动功率传递效率下降，如果降低夹持刚性可能会造成工作方向刚性下降，影响焊接质量。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是焊接设备在焊接方向保持夹持刚性且不会降低超声波振动传递效率，能够实现金属件的超声焊接，减少功率损耗。为了解决上述问题，本技术提供一种超声波金属焊接装置，包括机架、焊接底座、自动焊接装置、半波三联组、刚性保持装置；自动焊接装置设置在机架上，包括行程调节装置和夹持装置；行程调节装置用于调节夹持装置沿滑轨移动的行程；半波三联组包括依次连接的超声波振子、变幅器和焊头；超声波振子和变幅器之间设置有第一阻尼片，变幅器和焊头之间设置有第二阻尼片，振子套筒通过第一阻尼片和第二阻尼片套设在半波三联组的外部；夹持装置用于夹持振子套筒；刚性保持装置安装在夹持装置上，用于抵住焊头上方，保持焊头在竖直方向的刚度。进一步地，行程调节装置包括设置在机架上方左右两侧的上限位调节旋钮和下限位调节旋钮，上限位调节旋钮和下限位调节旋钮分别用于调节上限位挡块和下限位挡块在机架中上下移动，滑轨包括第一滑轨和第二滑轨，上限位挡块用于确定夹持装置沿第一滑轨移动的行程上限，下限位挡块用于确定夹持装置沿第二滑轨移动的行程下限。进一步地，超声波振子、变幅器和焊头通过螺纹连接，超声波振子的末端与超声波发生器连接，超声波振子的另一端与变幅器的第一端连接，变幅器的第二端和焊头的尾部连接，振子套筒通过固定钢圈和螺栓与第一阻尼片和第二阻尼片固定连接，固定钢圈与半波三联组不接触。进一步地，超声波振子的末端连接20KHZ的电能，能够使高频电能振荡转化为同频率的机械振动；超声波振子包括压电陶瓷单元组，当振子接通交流电源，压电陶瓷单元组交替膨胀和收缩，能够将电能转化为机械能。进一步地，变幅器用于控制焊头端面的振动振幅，变幅器是一个谐振半波金属装置，并和超声波振子以相同的频率进行共振，能够实现半波三联组的刚性安装件，且当能量从超声波振子通过变幅器传递到焊头时，振幅根据变幅器的尺寸能够增加或降低。进一步地，自动焊接装置包括电机，电机通过带动丝杠转动使夹持装置沿滑轨移动，行程调节装置用于调节夹持装置沿滑轨上下移动的行程。进一步地，自动焊接装置包括压力传感器，压力传感器用于检测焊接装置焊接时的压力，当压力达到一定值时，半波三联组开始工作。进一步地，焊接底座通过螺栓固定在机架上，并位于焊头正下方，焊头是一个半波长的谐振金属装置，用于将超声波振动从变幅器传递到焊嘴上，其由经真空热处理的含钒元素钢材制成，谐振频率为20KHz。进一步地，第一阻尼片和第二阻尼片由含铍元素的合金钢制成，调频为20KHz的工作频率，并被设置为在径向方向保持刚度，在轴向方向能够产生超声波振动。本技术还公开了一种超声波金属焊接装置的工作方法，包括如下步骤：1、根据工件尺寸，选择适合焊接的焊接底座，并将工件放置在焊接底座上；2、根据工件厚度，通过行程调节装置调节焊接过程中夹持装置在滑轨上的行程最高点和行程最低点；3、按下焊接键，夹持装置带动半波三联组向下移动，当压力传感器检测到压力达到设定值后，超声波振子振动，焊头与工件摩擦，实现金属焊接；4、当夹持装置到达滑轨的行程最低点，电机停止转动；5、焊接完成时，行程调节装置调节夹持装置沿滑轨移动至行程最高点。本技术具有如下有益效果：1、本技术的一种超声波金属焊接装置，通过阻尼片和刚性保持装置能够保证焊接方向上的刚性的同时，有效传递超声波振动，实现了工件的焊接，减少了功率损耗；2、本技术的一种超声波金属焊接装置，通过设置行程调节装置，调节限位调节旋钮能够改变限位挡块位置，从而适应不同焊接底座和工件。3、本技术的一种超声波金属焊接装置，压力传感器能够检测焊接装置焊接时的压力，在达到一定压力后开始发超声，并同时增加压力，可以实现压力分段。附图说明图1是本技术的一种超声波金属焊接装置的总体结构示意图；图2是本技术的一种超声波金属焊接装置的内部结构示意图；图3是本技术的半波三联组结构示意图；图4是本技术的半波三联组的剖面结构示意图。图中，机架10，行程调节装置20，上限位调节旋钮21，下限位调节旋钮22,上限位挡块23,下限位挡块24，半波三联组30，超声波振子31,焊头32,变幅器33，振子套筒34，固定钢圈35,第一阻尼片36,第二阻尼片37，自动焊接装置40,电机41，丝杠42,滑轨43，夹持装置44,压力传感器45，刚性保持装置50,焊接底座60，具体实施方式下面结合附图并参照数据进一步详细描述本专利技术。应理解，实施方式只是为了举例说明本专利技术，而非以任何方式限制专利技术的范围。如图1所示，本技术公开了一种超声波金属焊接装置，其特征在于，包括机架、焊接底座、自动焊接装置、半波三联组、刚性保持装置；自动焊接装置设置在机架上，包括行程调节装置和夹持装置；行程调节装置用于调节夹持装置沿滑轨移动的行程；半波三联组包括依次螺纹连接的超声波振子、变幅器和焊头；超声波振子和变幅器之间设置有第一阻尼片，变幅器和焊头之间设置有第二阻尼片，即螺纹连接处分别夹住一片阻尼片，振子套筒通过第一阻尼片和第二阻尼片套设在半波三联组的外部；夹持装置用于夹持振子套筒；刚性保持装置安装在夹持装置上，用于抵住焊头上方，保持焊头在竖直方向的刚度。其中，行程调节装置包括设置在机架上方左右两侧的上限位调节旋钮和下限位调节旋钮，上限位调节旋钮和下限位调节旋钮分别用于调节上限位挡块和下限位挡块在机架中上下移动，滑轨包括第一滑轨和第二滑轨，上限位挡块用于确定夹持装置沿第一滑轨移动的行程上限，下限位挡块用于确定夹持装置沿第二滑轨移动的行程下限。在一个实施例中，超声波振子、变幅器和焊头通过螺纹连接，超声波振子的末端与超声波发生器连接，超声波振子的另一端与变幅器的第一端连接，变幅器的第二端和焊头的尾部连接，振子套筒通过固定钢圈和螺栓与第一阻尼片和第二阻尼片固定连接，固定钢圈与半波三联组不接触，从而使振子套筒不接触超声波振子、焊头和变幅器；第一阻尼片和第二阻尼片由含铍元素的合金钢制成，调频为20KHz的工作频率，并被设置为在径向方向保持刚度，在轴向方向能够产生超声波振动，为超声波焊接单元提供牢固安装的同时，也确保了超声波振动的有效传递，同时特殊的结构及材料特性又减少了超声波金属焊接时瞬时的冲击，保证焊接的稳定性和有效性。在一个实施例中，超声波振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超声波金属焊接装置，其特征在于，包括机架、焊接底座、自动焊接装置、半波三联组、刚性保持装置；所述自动焊接装置设置在机架上，包括行程调节装置和夹持装置；所述行程调节装置用于调节所述夹持装置沿滑轨移动的行程；所述半波三联组包括依次连接的超声波振子、变幅器和焊头；所述超声波振子和所述变幅器之间设置有第一阻尼片，所述变幅器和所述焊头之间设置有第二阻尼片，振子套筒通过所述第一阻尼片和第二阻尼片套设在所述半波三联组的外部；所述夹持装置用于夹持所述振子套筒；所述刚性保持装置安装在所述夹持装置上，用于抵住焊头上方，保持所述焊头在竖直方向的刚度。

【技术特征摘要】
1.一种超声波金属焊接装置，其特征在于，包括机架、焊接底座、自动焊接装置、半波三联组、刚性保持装置；所述自动焊接装置设置在机架上，包括行程调节装置和夹持装置；所述行程调节装置用于调节所述夹持装置沿滑轨移动的行程；所述半波三联组包括依次连接的超声波振子、变幅器和焊头；所述超声波振子和所述变幅器之间设置有第一阻尼片，所述变幅器和所述焊头之间设置有第二阻尼片，振子套筒通过所述第一阻尼片和第二阻尼片套设在所述半波三联组的外部；所述夹持装置用于夹持所述振子套筒；所述刚性保持装置安装在所述夹持装置上，用于抵住焊头上方，保持所述焊头在竖直方向的刚度。2.如权利要求1所述的超声波金属焊接装置，其特征在于，所述行程调节装置包括设置在机架上方左右两侧的上限位调节旋钮和下限位调节旋钮，所述上限位调节旋钮和下限位调节旋钮分别用于调节上限位挡块和下限位挡块在机架中上下移动，所述滑轨包括第一滑轨和第二滑轨，所述上限位挡块用于确定所述夹持装置沿所述第一滑轨移动的行程上限，所述下限位挡块用于确定所述夹持装置沿所述第二滑轨移动的行程下限。3.如权利要求1-2任一项所述的超声波金属焊接装置，其特征在于，所述超声波振子、变幅器和焊头通过螺纹连接，所述超声波振子的末端与超声波发生器连接，所述超声波振子的另一端与所述变幅器的第一端连接，所述变幅器的第二端和所述焊头的尾部连接，所述振子套筒通过固定钢圈和螺栓与所述第一阻尼片和所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宏建，陈晓哲，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：新型
国别省市：上海,31