一种可调施加压力的超声波焊接设备制造技术

本发明专利技术涉及焊接技术领域，公开了一种可调施加压力的超声波焊接设备，包括工作台和设置在工作台上的超声波焊接仪器，其特征在于，还包括成型板，成型板设置在工作台上，超声波焊接仪器连接有驱动其朝向成型板移动的施力设备，成型板位于超声波焊接仪器的移动路径上，工作台上设置有限位件，成型板位于超声波焊接仪器与限位件之间，成型板可朝向限位件移动，工作台上开设有供超声波焊接仪器穿过的第一通孔，施力设备被配置为向超声波焊接仪器提供试施加在成型板上的压力，以使焊件被固定在成型板与限位件之间，并且相对于工作台呈悬空状态。使超声波焊接仪器施加的超声的接触压力可以随着被焊工件的状态进行随意调节。以随着被焊工件的状态进行随意调节。以随着被焊工件的状态进行随意调节。

【技术实现步骤摘要】
一种可调施加压力的超声波焊接设备


[0001]本专利技术涉及焊接
，具体是一种可调施加压力的超声波焊接设备。

技术介绍

[0002]超声是指频率超过20kHz的声波，在其传播过程中带动介质质点做每秒超过2万次的机械振动。按照用途，超声波可分为两类，一类是功率超声，利用其的独特效应来改变材料状态或属性，这类超声能量往往很大；另一类是检测超声，利用其指向性强，穿透性好的特性，来获得材料内部信息。超声波效应主要有：1)超声的空化效应；2)声流效应；3)声辐射效应；4)机械效应。超声波具有快速高效的焊接特点，被广泛应用于耳机线的控制按键、口罩的焊接中。近年来，国内外学者将超声波引入焊接领域，发现超声波的机械振动能够明显细化焊接接头的晶粒大小，在铝合金焊接中能够促进熔池中的气孔溢出，提高焊接接头的力学性能。焊接中引入超声的方式主要有两种：1)在熔滴过渡中引入超声声场，以影响熔滴过渡进而来改善焊接过程；2)将超声直接施加在被焊工件上，以机械振动的方式改善焊接接头的性能。实验发现将超声直接施加于被焊工件上能够明破碎焊接接头中树枝晶，增加熔池形核率，细化焊接接头的晶粒。超声施加还能使得熔池的温度场和流场发生改变，使得熔池中的最高温度降低，温度梯度分布更加均匀，熔池中最高温度的降低能够防止有利于提高接头性能的微量金属元素发生烧损，更加均匀的温度场能够改善焊接接头的性能，例如在铝合金焊接中减小软化区的大小，对铝合金接头拉伸性能的提高有很大的促进作用。
[0003]在焊接过程，对接接头是一种应用最为广泛的焊接接头形式，对接焊接对被焊工件的装配要求也比较高。在将超声以一种机械振动的方式引入焊接中，这就对超声波振动的剧烈程度有一定的要求，即在超声振动过于剧烈时会使得焊接过程中未凝固的熔池金属发生飞溅，恶化焊接接头的成型，在超声振动较为微弱时又大大削弱了超声的空化效应、声流效应等。因此在对接等一些装配要求较高的焊接中引入机械式超声时对超声施加的力度要求较为严格，并且针对不同的被焊工件由于其材料、尺寸等因素影响，使得超声施加的压力又各异，这就要求施加超声的设备可以随着被焊工件的材质、尺寸等因素进行适配性调节。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可调施加压力的超声波焊接设备，以至少达到超声波焊接仪器施加的超声的接触压力可以随着被焊工件的状态进行随意调节。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种可调施加压力的超声波焊接设备，包括工作台和设置在工作台上的超声波焊接仪器，其特征在于，还包括成型板，所述成型板设置在工作台上，所述超声波焊接仪器连接有驱动其朝向成型板移动的施力设备，所述成型板位于超声波焊接仪器的移动路径上，所述工作台上设置有限位件，所述成型板位于超声波焊接仪器与限位件之间，所述成型板可朝向限位件移动，所述工作台上开设有供
超声波焊接仪器穿过的第一通孔；所述施力设备被配置为向所述超声波焊接仪器提供试施加在所述成型板上的压力，以使焊件被固定在所述成型板与限位件之间，并且相对于工作台呈悬空状态。
[0006]可选的，所述成型板上滑动设置有多个限位夹块；所述多个限位夹块围绕所述成型板的边缘设置，并形成用于容纳焊件的放置空间；所述多个限位夹块被配置为夹持固定放置于所述放置空间中的焊件。
[0007]可选的，所述限位夹块上开设有贯穿的滑槽，所述滑槽内设置有与所述成型板螺纹连接的螺栓。
[0008]可选的，所述滑槽的形状为双U型。
[0009]可选的，所述施力设备为气缸，所述工作台上固定有试验台下台板，所述气缸设置在所述试验台下台板上，所述气缸的活塞杆与所述超声波焊接仪器连接。
[0010]可选的，所述试验台下台板上贯穿开设有供所述超声波焊接仪器穿过的第二通孔，所述气缸固定设置在所述试验台下台板的下方，所述气缸的活塞杆从第二通孔穿过并与所述超声波焊接仪器连接。
[0011]可选的，所述工作台的顶部开设有凹槽，所述成型板间隙适配在凹槽内。
[0012]可选的，所述凹槽的深度为3mm。
[0013]可选的，所述限位件包括两个对称设置的压板，所述压板与工作台固定连接。
[0014]可选的，所述工作台底部的四角处均固定有支脚。
[0015]本专利技术的有益效果是：一种可调施加压力的超声波焊接设备，可以随着被焊工件的状态进行随意调节施加的超声与成型板间的接触压力，通过在成型板下方利用可以调节压力的气缸提供支撑，在成型板上方利用限位夹块和压板将其压住，被焊工件通过限位夹块和压板与成型板形成刚性固定，成型板间隙配合嵌进工作台内，以限制被焊工件在水平方向的位移，间隙配合又使得成型板可以在超声振幅方向上进行移动，使得超声振幅不受限制，设备可以通过调节气缸的气压表来获得不同焊件所需的最佳压力值。
附图说明
[0016]图1为本专利技术一种可调施加压力的超声波焊接设备的立体图；
[0017]图2为本专利技术一种可调施加压力的超声波焊接设备的主视图；
[0018]图3为本专利技术一种可调施加压力的超声波焊接设备中工作台顶部装配示意图；
[0019]图4为本专利技术一种可调施加压力的超声波焊接设备中局部剖视图；
[0020]图中，1、工作台；2、试验台下台板；3、限位夹块；4、成型板；5、压板；6、焊件；7、活塞杆；8、下连接板；9、超声头；10、超声波焊接仪器；11、气缸；12、支脚；13、凹槽； 14、第一通孔；15、滑槽；16、限位件；17、气路接口；18、下支撑板；19、活塞杆上支撑板；20、法兰盘；21、连接板；22、施力设备；23、第二通孔。
具体实施方式
[0021]下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。
[0022]实施例一、如图1至图4所示，一种可调施加压力的超声波焊接设备，包括工作台1
和设置在工作台1上的超声波焊接仪器10，还包括成型板4，成型板4设置在工作台1上，超声波焊接仪器10连接有驱动其朝向成型板4移动的施力设备22，成型板4位于超声波焊接仪器10的移动路径上，使超声波焊接仪器10的超声头9与成型板4接触施加焊接压力，工作台1上设置有限位件16，成型板4位于超声波焊接仪器10与限位件16之间，成型板4可朝向限位件16移动，由于现有超声波焊接设备都是直接将被焊工件夹持固定在工作台面上，导致工作台面与被焊工件形成刚性固定，导致超声波焊接仪器10向被焊工件施加焊接压力时会受到工作台面的影响，进而影响焊接效果，为此本专利技术通过以下方案克服现有技术的不足，工作台1上开设有供超声波焊接仪器10穿过的第一通孔14，施力设备22被配置为向超声波焊接仪器10提供试施加在成型板4上的压力，以使焊件6被固定在成型板4与限位件16之间，并且相对于工作台1呈悬空状态，使得成型板4与工作台1不再是一个刚体，在超声波焊接仪器10寻找被焊工件的固有频率时，不会受到试验台的影响。
[0023]可选的，如图2所示，施力设备22为气缸11，工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可调施加压力的超声波焊接设备，包括工作台(1)和设置在工作台(1)上的超声波焊接仪器(10)，其特征在于，还包括成型板(4)，所述成型板(4)设置在工作台(1)上，所述超声波焊接仪器(10)连接有驱动其朝向成型板(4)移动的施力设备(22)，所述成型板(4)位于超声波焊接仪器(10)的移动路径上，所述工作台(1)上设置有限位件(16)，所述成型板(4)位于超声波焊接仪器(10)与限位件(16)之间，所述成型板(4)可朝向限位件(16)移动，所述工作台(1)上开设有供超声波焊接仪器(10)穿过的第一通孔(14)；所述施力设备(22)被配置为向所述超声波焊接仪器(10)提供试施加在所述成型板(4)上的压力，以使焊件(6)被固定在所述成型板(4)与限位件(16)之间，并且相对于工作台(1)呈悬空状态。2.根据权利要求1所述的一种可调施加压力的超声波焊接设备，其特征在于，所述成型板(4)上滑动设置有多个限位夹块(3)；所述多个限位夹块(3)围绕所述成型板(4)的边缘设置，并形成用于容纳焊件(6)的放置空间；所述多个限位夹块(3)被配置为夹持固定放置于所述放置空间中的焊件(6)。3.根据权利要求2所述的一种可调施加压力的超声波焊接设备，其特征在于，所述限位夹块(3)上开设有贯穿的滑槽(15)，所述滑槽(15)内设置有与所述成型板(4)螺纹连接的螺栓。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳琪，朱宗涛，刘云祺，何绍雄，刘瑞琳，刘犇，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：