本发明专利技术涉及感应加热辅助的振动焊接方法和装置，具体地，一种用于使用振动焊接系统加热工件或焊接交界面的方法，包括：将工件放置成与焊接工具相邻，使得焊接交界面也与焊接工具相邻，并然后使用感应加热设备在焊接工具和工件之一中产生涡电流从而将焊接表面加热到校准的阈值温度或温度范围。随后可以通过使用振动焊接系统的超声焊极应用高频振动以形成焊接。所述方法可以包括调节感应加热设备相对于工件的位置和定向以改变涡电流的位置。振动焊接系统包括焊接工具、感应加热设备和控制模块，所述控制模块控制感应加热设备从而控制焊接温度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种感应加热辅助的振动焊接方法和装置。
技术介绍
振动焊接的处理可以用于牢固地结合一个或多个工件的相邻表面。通过以校准范围的频率和方向给工件施加振动形成焊接。工件首先被放置在且夹在固定砧和焊接角或超声焊极(sonotrode)之间。在被激励时，超声焊极传递振动能量通过工件。通过摩擦产生的热沿交界面表面软化工件的材料，这最终形成固焊。振动焊接的部件的效率、一致性和可靠性/耐久性很大程度上取决于超声焊极、砧和用于形成焊接的各种其他焊接工具和控制设备的设计。
技术实现思路
提供一种用于在振动焊接处理期间增加一个或多个工件的选定部分和/或由所述一个或多个工件限定的选定焊接交界面的温度的振动焊接方法和系统。所述方法包括 使用感应加热设备加热选定的部分或焊接交界面，在一个可行实施例中，感应加热设备可被嵌入到焊接砧或者另一指定的焊接工具内。感应加热设备相对于工件的位置和/或定向确定产生的涡电流相对于相同工件的位置，并且因此确定待被加热的特定焊接交界面。在振动焊接处理中，随着来自超声焊极的振动的热能耗散，焊接区的温度下降。即使对于给定的多片焊接构造来说可以在不同可行焊接交界面的每一个上产生相同热量，在给定焊接交界面的焊接温度也可能与其他焊接交界面的焊接温度显著不同。这主要是由于不同摩擦条件、工件的表面之间的不同相对运动、和散热片效果(所导致)。因此，可以使用感应加热设备通过在此陈述的感应而选择性地加热工件的指定部分，诸如工件的最厚部分或具有最高热传导性的工件的表面或部件。具体地，在此公开一种用于使用振动焊接系统对工件和/或形成的焊接交界面进行加热的方法，其中，焊接交界面由被焊接的工件的相邻表面来限定。所述方法包括相邻于焊接工具定位工件，使得焊接交界面也相邻于焊接工具，然后，使用感应加热设备在焊接工具和工件之一中产生涡电流。一旦在围绕被激励的感应加热设备的电磁场中的所有导体内产生涡电流，就通过传导将焊接交界面加热到校准的阈值温度或加热到校准的温度范围内。其后，在上述加热步骤之后或与其同时，可使用振动焊接系统的超声焊极来振动焊接工件。另外，一种用于使用振动能量来焊接工件的相邻表面的振动焊接系统，包括焊接工具、嵌入在该焊接工具内的感应加热设备、和控制器。感应加热设备一旦被激励，就产生足以加热由工件的相邻表面限定的焊接面的(多个)涡电流。控制器调制发送到感应加热设备的电流和频率以维持焊接温度在校准的阈值之上。感应加热设备的设计、位置和定向最终确定焊接工具或工件是否被彻底加热。根据下面结合附图而对实现本专利技术的最佳模式的详细描述，本专利技术的上述特征和优点以及其他特征和优点是明显的。本专利技术还提供如下方案1. 一种振动焊接方法，其包括将工件放置成与焊接工具相邻，使得所述工件限定与所述焊接工具相邻的焊接交界使用感应加热设备在所述焊接工具和所述工件之一中产生涡电流，从而通过传导将所述工件或所述焊接交界面加热到校准阈值温度；以及在所述工件或所述焊接交界面达到所述校准阈值温度之后，使用来自超声焊极的振动形成焊接。2.如方案1所述的方法，其特征在于，其还包括将所述感应加热设备嵌入到所述焊接工具中。3.如方案2所述的方法，其特征在于，在所述焊接工具中嵌入所述感应加热设备包括将所述感应加热设备嵌入在砧头中。4.如方案1所述的方法，其特征在于，使用感应加热设备产生涡电流包括 自动调制交流(AC)电信号以产生调制AC电信号；以及通过控制模块向所述感应加热设备发送所述调制AC电信号。5.如方案1所述的方法，其特征在于，放置所述工件包括相邻于固定焊接砧放置导电互连部件和电池的导电垫片。6.如方案1所述的方法，其特征在于，其还包括调节所述感应加热设备相对于所述工件的位置，从而改变所述涡电流相对于所述工件的位置。7. 一种用于使用振动能量来焊接工件的相邻表面的振动焊接系统，所述焊接系统包括焊接工具；感应加热设备，其被配置为对所述工件或由所述工件的所述相邻表面限定的焊接交界面加热；以及控制模块，其被配置为控制所述感应加热设备的操作，从而将在所述焊接交界面处或沿所述焊接交界面的焊接温度控制到校准阈值温度。8.如方案7所述的焊接系统，其特征在于，所述感应加热设备包括放置在由所述焊接工具限定的通道内的至少一个感应线圈。9.如方案7所述的焊接系统，其特征在于，所述感应加热设备包括放置在所述至少一个感应线圈与所述工件之间的绝缘层。10.如方案7所述的焊接系统，其特征在于，所述感应加热设备经由绝缘的银线和绝缘的铜线之一连接到焊接电源，并且所述工件是电池的铜导电垫片和铝导电垫片之一。11.如方案7所述的焊接系统，其特征在于，所述控制模块被配置为自动调制交流(AC)电信号以产生具有至少大约25 KHz的频率的调制AC电信号，并且向所述感应加热设备发送所述调制AC电信号。12. 一种在振动焊接系统中用作焊接工具的砧组件，其中，所述振动焊接系统被配置为使用振动能量来焊接工件的相邻表面，所述砧组件包括砧体；砧头，其操作地连接到所述砧体；以及感应加热设备，其被配置为对所述工件或由所述工件的相邻表面限定的焊接交界面加热。其中，所述感应加热设备被配置为将在所述焊接交界面处或沿所述焊接交界面的焊接温度增加到校准的阈值温度。13.如方案12所述的砧组件，其特征在于，所述感应加热设备包括放置在由所述砧头限定的通道内的感应线圈。14.如方案12所述的砧组件，其特征在于，所述感应加热设备还包括放置在所述至少一个感应线圈与所述工件之间的绝缘层。15.如方案12所述的砧组件，其特征在于，所述感应加热设备从所述焊接系统的控制模块接收具有至少大约25 KHz的频率的调制AC电信号，并且响应于所述调制AC电信号增加所述焊接温度。16.如方案12所述的砧组件，其特征在于，所述振动焊接系统被配置为在焊接所述工件的所述相邻表面时同时形成多个焊点，还包括与所述多个焊点的数量相同的多个所述感应加热设备。17.如方案12所述的砧组件，其特征在于，所述工件是大约0. 2厘米厚的铜导电电池垫片。附图说明图1是具有在此公开的感应加热设备的振动焊接系统的示意性侧视图示；图2是根据一个可行实施例的具有嵌入式感应加热设备的焊接工具的立体侧视图示； 图3是用于在工件中形成焊接的图2的焊接工具的示意性侧视图示； 图4是根据另一可行实施例的具有嵌入式感应加热设备的焊接工具的立体侧视图示；以及图5是描述使用图1所示的系统在振动焊接处理期间用于加热焊接交界面的方法的流程图。具体实施例方式参照附图，其中，相同的附图标记指示相同的部件，从图1开始，振动焊接系统10 被配置为使用超声振动或使用其他合适频率的振动形成焊接。通过一个或多个感应加热设备40提供局部加热。每个感应加热设备40用于对工件观加热，尽管其在此使用在单个中但可包括多个工件。感应加热设备40通过在一个或多个焊接交界面沈即待被焊接在一起的(多个)工件观的交界相邻表面处或沿其的传导提升焊接温度。加热焊接工具例如砧组件30是对(多个)焊接交界面沈加热的一种可行方式，如下参照图2和图3所描述，其中最终目的是给工件28和特定的焊接交界面加热。焊接系统10可包括焊接控制设备12。焊接控制设备12包括焊接电源14，其可操作以便将可用源功率为振动焊接中容易使用的形式。如本领域本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种振动焊接方法，其包括：将工件放置成与焊接工具相邻，使得所述工件限定与所述焊接工具相邻的焊接交界面；使用感应加热设备以在所述焊接工具和所述工件之一中产生涡电流，从而通过传导将所述工件或所述焊接交界面加热到校准阈值温度；以及在所述工件或所述焊接交界面达到所述校准阈值温度之后，使用来自超声焊极的振动形成焊接。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：HT范，WW蔡，PF斯帕彻尔，
申请(专利权)人：HT范，WW蔡，PF斯帕彻尔，
类型：发明
国别省市：US
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