本发明专利技术提出一种超声焊接装置和超声焊接方法，其中超声焊接装置包括超声焊头和底座，超声焊头和底座分别用于放置第一待焊接件和第二待焊接件，还包括预加热组件，预加热组件设置为可相对于超声焊头移动，当预加热组件移动至超声焊头和底座之间，对设置于超声焊头和底座上的第一待焊接件和/或第二焊接件进行加热。本发明专利技术通过设置预加热组件对待焊接件进行预热，可用超声焊接较厚偏硬的结构件，扩宽超声焊接的应用范围。声焊接的应用范围。声焊接的应用范围。
【技术实现步骤摘要】
一种超声焊接装置及焊接方法
[0001]本专利技术涉及材料加工领域，具体而言，涉及一种焊接装置及焊接方法。
技术介绍
[0002]超声焊接工艺具有操作简便，高效节能，绿色环保等优点，但更适用于塑料、铝、铜等软质材料且壁厚较薄的焊件。对工业常用的壁厚较大材质相对偏硬的碳钢，不锈钢且焊件结合界面有特殊型腔要求的材料，常规超声焊接的焊接效果较差或无法焊接，因而大大限制了超声波焊的应用范围。
[0003]专利CN211638660U公开了一种双系统超声金属焊接设备，包括安装座以及第一焊接组件，还包括：第二焊接组件，第二焊接组件与安装座固定设置，第二焊接组件的焊接端与第一焊接组件的焊接端相对应；驱动装置，驱动装置设置于安装座上，用以驱动第一焊接组件移动，第二焊接组件的焊接端处于第一焊接组件焊接端的移动方向上；超声发生器，超声发生器与第一焊接组件以及第二焊接组件连接。这种新型双超声换能系统，在超声焊接过程中，第一焊接组件以及第二焊接组件同时在焊接件的上下面产生焊接所需的超声能量，为焊接提供了更大更稳定的能量支持，从而使得焊接更加牢固，尤其是部分厚度较厚的焊接件，使得焊接变得更为简单轻松。该专利中通过设置双系统对厚焊接件进行焊接，可提高焊接强度，但是系统复杂。
[0004]专利CN108857037A公开了一种兆赫级高频超声波焊接装置及其方法，涉及一种焊接装置及其方法，一种兆赫级超声焊接装置及方法，装置由超声振动附加系统和焊接夹具两部分组成；超声附加系统包括压电陶瓷、匹配层、焊接件，以及相应的电输入设备；该方法由压电振子产生的高频超声须透过含焊接件在内的双层匹配层作用到焊接界面，粘贴在压电陶瓷上的匹配层材料与厚度根据焊接件的材料与厚度变化进行调整选择；高频超声声波频率在数百千赫兹到数兆赫兹的高频超声域；压电陶瓷薄片用大功率辐射型，且工作在自身的厚度谐振振动模式。该专利利用含焊接件在内的双层匹配层作用，通过压电陶瓷产生的高频超声波在数百千赫兹到数兆赫兹的频率范围内焊接材料，并可根据焊接件材料和厚度进行调整，该方法对材料提出了更高的要求。
[0005]鉴于以上技术问题，特推出本专利技术。
技术实现思路
[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种焊接装置和焊接方法，适用于厚壁结构件的超声焊接。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种超声焊接装置，包括超声焊头和底座，超声焊头和底座分别用于放置第一待焊接件和第二待焊接件，还包括预加热组件，预加热组件设置为可相对于超声焊头移动，当预加热组件移动至超声焊头和底座之间，对设置于超声焊头和底座上的第一待焊接件和/或第二待焊接件进行加热。
[0008]进一步的，预加热组件包括支架和集成于支架上的第一加热器，支架移动带动第
一加热器靠近或远离待焊接件。
[0009]进一步的，预加热组件还包括悬臂，悬臂与支架可活动连接，支架可沿悬臂水平或竖直方向移动。
[0010]进一步的，还包括夹具，第一待焊接件通过夹具固定于超声焊头下方，并且与超声焊头之间在竖直方向上形成间隙。
[0011]进一步的，夹具环绕超声焊头设置，夹具与第一待焊接件形成对超声焊头至少部分轴向和端面的包围，以至少屏蔽部分第一加热器对超声焊头的感应加热效应。
[0012]进一步的，还包括保护气系统，保护气系统设有第二加热器，第二加热器对保护气进行加热。
[0013]进一步的，保护气系统包括第一保护气模块和第二保护气模块。
[0014]进一步的，第一保护气模块包括喷气口，所述喷气口固定于超声焊头的下方。
[0015]进一步的，第二保护气模块集成于支架。
[0016]进一步的，第一加热器为感应加热器。
[0017]进一步的，还包括用于焊接质量要求检测的超声波检测单元。
[0018]本专利技术提出的超声焊接装置，实现了如下技术效果：
[0019]1、通过设置感应加热器对待焊接件进行预热，实现了对厚壁碳钢，不锈钢结构的超声焊接，扩宽了超声焊接的应用范围。
[0020]2、采用悬臂结构控制感应加热器移动，结构简单，操作方便。
[0021]3、通过在超声焊头与待焊接件之间设置间隙，并且夹具与第一待焊接件形成对超声焊头至少部分轴向和端面的包围，以至少屏蔽部分第一加热器对超声焊头的感应加热效应，降低第一加热器对超声焊头的不利影响。
[0022]4、通过对保护气进行加热，减缓停止加热后焊件的降温速度，保证超声波焊接能正常进行。
[0023]另外，本申请还提出了一种超声焊接方法，包括以下步骤：
[0024]S1，抬起超声焊头，安装待焊接件，
[0025]S2，移动支架使第一加热器移动至第一待焊接件和第二待焊件之间，
[0026]S3，开启第一加热器，对第一待焊接件和/或第二待焊件进行加热，达到预定温度，
[0027]S4，移动支架使第一加热器远离第一待焊接件和第二待焊件之间，
[0028]S5，压下超声焊头使第一待焊接件和第二待焊件接触，并增加超声焊头的压力至预定值，完成第一待焊接件和第二待焊件的超声波焊接，
[0029]S6，依据超声波检测单元对焊接质量要求检测的结果反馈调校超声波加工工艺。
[0030]进一步的，步骤S3中还包括开启第二保护气模块，吹送加热气体。
[0031]进一步的，步骤S4中在第一加热器240和第二保护气模块离开时，保持第一保护气模块的热保护气吹送状态。
[0032]本专利技术提出的超声焊接方法，实现了如下技术效果：
[0033]1、通过第一加热器对第一待焊接件和/或第二待焊件进行预热，实现了对厚壁碳钢，不锈钢结构的超声焊接。
[0034]2、通过移动悬臂结构控制感应加热器对待焊接件进行加热，操作方便。
[0035]3、通过保持第一保护气模块的热保护气吹送状态，减缓停止加热后焊件的降温速
度，保证超声波焊接能正常进行。
附图说明
[0036]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0037]图1示出本申请一个实施例中的超声焊接装置结构示意图；
[0038]图2示出了本申请一个实施例中第一加热器离开待焊接件状态示意图；
[0039]图3示出了本申请一个实施例中第一加热器沿竖直方向移动示意图；
[0040]图4示出了本申请一个实施例中超声焊接装置焊接状态结构示意图；
[0041]图5示出了本申请一个实施例中焊接界面1个球腔排布示意图；
[0042]图6示出了本申请一个实施例中焊接界面4个球腔排布示意图；
[0043]图7示出了本申请超声焊接方法流程图。
[0044]其中，上述附图包括以下附图标记：
[0045]10、超声焊头；220、支架；240、第一加热器；260、悬臂；40、夹具。
具体实施方式...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种超声焊接装置，包括超声焊头(10)和底座，所述超声焊头(10)和所述底座分别用于放置第一待焊接件和第二待焊接件，其特征在于，还包括预加热组件，所述预加热组件设置为可相对于所述超声焊头(10)移动，当所述预加热组件移动至所述超声焊头(10)和所述底座之间，对设置于所述超声焊头(10)和所述底座上的第一待焊接件和/或所述第二待焊接件进行加热。2.根据权利要求1所述的超声焊接装置，其特征在于，所述预加热组件包括支架(220)和集成于所述支架(220)上的第一加热器(240)，所述支架(220)移动带动所述第一加热器(240)靠近或远离所述待焊接件。3.根据权利要求2所述的超声焊接装置，其特征在于，所述预加热组件还包括悬臂(260)，所述悬臂(260)与所述支架(220)可活动连接，所述支架(220)可沿所述悬臂(260)水平或竖直方向移动。4.根据权利要求2或3所述的超声焊接装置，其特征在于，还包括夹具(40)，所述第一待焊接件通过所述夹具(40)固定于所述超声焊头(10)下方，并且与所述超声焊头(10)之间在竖直方向上形成间隙。5.根据权利要求4所述的超声焊接装置，其特征在于，所述夹具(40)环绕所述超声焊头(10)设置，所述夹具(40)与所述第一待焊接件形成对所述超声焊头(10)至少部分轴向和端面的包围，以至少屏蔽部分所述第一加热器(240)对所述超声焊头(10)的感应加热效应。6.根据权利要求2或3所述的超声焊接装置，其特征在于，还包括保护气系统，所述保护气系统设有第二加热器，所述第二加热器对所述保护气进行加热。7.根据权利要求6所述的超声焊接装置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：于坚，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。