CN101190475A - 超声波焊接治具及采用该治具焊接产品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超声波焊接治具及采用该治具焊接产品的方法，所述治具包括上模及下模，下模相对于工件的基准线倾斜放置，上模与工件的接触面相应地相对于工件的基准线倾斜。焊接时，首先在上模或下模上确定工件的基准线，以基准线为轴，将下模倾斜，根据下模的倾斜角度，调整上模焊接曲面的倾斜角度，使其倾斜；根据工件上曲面的分布，调整上模的能量分布点，使超声波从换能器上同时传导到上模的焊接曲面上，且能量分布均匀；最后进行超声波焊接。本发明克服了公知治具只能焊接焊接面为平面的产品的弊端，其通过倾斜上、下模的角度，实现了焊接面在0°到90°的产品焊接。

Description

超声波焊接治具及采用该治具焊接产品的方法

【技术领域】

本发明涉及一种超声波焊接治具及采用该治具焊接产品的方法，尤其涉及一种适用于焊接面在0°到90°的多角度曲面产品的超声波焊接治具及采用该治具焊接产品的方法。

【背景技术】

超声波焊接技术被广泛应用于塑胶产品，以手机产品为例，目前，公知的超声波焊接治具如图1及图2所述，其上、下模1、2是根据手机的三维图，通过数控操作员加工出塑胶产品的凸模或凹模形状而形成的。当采用这种治具焊接曲面产品时，被焊接的曲面只能在竖直方向上受力，其他角度的面不受力，因此，这种治具只能对表面是平面的产品进行焊接。

随着市场的需求，产品越来越复杂，对产品的防水性和密封性等性能要求越来越高，对曲面在0°到90°的焊接面的焊接需求也越来越多，但是公知的超声波焊接治具无法焊接多角度的曲面，无法满足焊接强度要求。目前，一般都采用胶水粘接以增加焊接强度，但这种方式无法满足大批量生产与客户跌落测试的要求，也无法满足社会对环保的要求。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种可对0°到90°的多角度曲面产品进行焊接的超声波焊接治具。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种采用上述治具对0°到90°的多角度曲面产品进行焊接的方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：提供一种超声波焊接治具，包括上模及下模，所述上模固定于超声波焊接机的换能器上，所述下模固定于超声波焊接机的基座上，其中，所述下模相对于工件的基准线倾斜放置，所述上模与工件的接触面亦相应地相对于工件的基准线倾斜。

更具体地，所述下模相对于工件的基准线倾斜的角度为0°到45°，所述上模与工件的接触面相对于工件的基准线倾斜的角度亦为0°到45°。

更具体地，所述上模与工件的接触面为焊接曲面。

本发明还提供了一种采用上述超声波焊接治具焊接产品的方法，其包括以下步骤：

第一步骤，调整上、下模的倾斜角度：在上模或下模上确定工件的基准线，以所述基准线为轴，将下模倾斜，将工件放置于下模上，根据下模的倾斜角度，调整上模上焊接曲面的倾斜角度，使其亦倾斜；

第二步骤，调整上模的能量分布点：根据工件上曲面的分布，调整上模的能量分布点，使其与焊接口的位置一致，使超声波从换能器上同时传导到上模的焊接曲面上，且能量分布均匀；

第三步骤，进行超声波焊接。

更具体地，所述第一步骤中，下模倾斜的角度为0°到45°，上模上焊接曲面倾斜的角度亦为0°到45°。

更具体地，所述第三步骤中，工件表面与上模的焊接曲面互不干涉。

与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：本发明克服了公知治具只能焊接焊接面为平面的产品的弊端，其通过倾斜上、下模的角度，实现了焊接面在0°到90°的产品焊接，可使被焊接的曲面在其垂直方向上都能充分受力，根据下模倾斜角度调整上模的能量分布点，使超声波从换能器上同时传导到上模的焊接曲面，而且能量分布均匀，焊接各点同时受力，可保证焊接均匀，因此，本发明应用的领域与产品范围更广泛，而且操作方便、安全，其焊接强度高、密封性能好、工作效率较高，此外，避免使用胶水粘接曲面，因此，更加环保。

【附图说明】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1是公知的超声波焊接治具中上模的立体示意图。

图2是公知的超声波焊接治具中下模的立体示意图。

图3是本发明超声波焊接治具一较佳实施例中下模的侧视示意图。

图4是与图3中所示下模相应的上模的侧视示意图。

图5是其中一种焊接面的受力示意图。

【具体实施方式】

请参阅图3及图4，是本发明超声波焊接治具的一较佳实施例，该治具包括上模10及下模20，所述上模10固定于超声波焊接机的换能器(图中未示出)上，所述下模20固定于超声波焊接机的基座(图中未示出)上。

所述下模20倾斜放置，其相对于工件(图中未示出)的基准线的倾斜角度为0°到45°，在本实施例中，所述下模20相对于工件的基准线的倾斜角度为11°。

所述上模10与工件的接触面为焊接曲面11，其相应地亦相对于工件的基准线倾斜0°到45°，以保证能量均匀地分布在上模10的每一个曲面点上，在本实施例中，上模10的焊接曲面11相对于工件的基准线倾斜11°。

采用上述治具对产品进行焊接时，首先，调整上、下模10、20的倾斜角度，即在上模10或下模20上确定工件的基准线，以所述基准线为轴，将下模20倾斜0°到45°(在本实施例中将下模倾斜11°)，将工件放置于下模20上，根据下模20的倾斜角度，调整上模10上焊接曲面11的倾斜角度，使其亦相对于工件的基准线倾斜0°到45°(在本实施例中上模10的焊接曲面11相对倾斜11°)；然后，调整上模10的能量分布点，即根据工件上曲面的分布，调整上模10的能量分布点，使其与焊接口的位置一致，使超声波从换能器上同时传导到上模10的焊接曲面11上，而且能量分布均匀；最后，进行超声波焊接，在焊接过程中，换能器把超声波信号转换为高频机械振动，然后将振动同时加于工件上，通过工件表面及在分子间的磨擦而使工件焊接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，工件接口迅速熔化，继而填充于接口的空隙内，当振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便可完成焊接。

上述焊接过程中，工件表面需与上模10的焊接曲面11互不干涉，以免产生压伤等不良现象，使焊接的曲面满足产品外观的要求。

本发明通过倾斜上、下模10、20的角度，实现了焊接面在0°到90°的产品焊接，本发明可使被焊接的曲面在其垂直方向上都能充分受力(曲面的受力方向如图5中的箭头方向所示)，根据下模20倾斜角度调整上模10的能量分布点，使超声波从换能器上同时传导到上模10的焊接曲面11，而且能量分布均匀，焊接各点同时受力，可保证焊接均匀。相较于公知的超声波焊接治具，本发明应用的领域与产品范围更广泛，而且操作方便、安全，其焊接强度高、密封性能好、工作效率较高，此外，避免使用胶水粘接曲面，因此，更加环保。

Claims (6)

1.一种超声波焊接治具，包括上模及下模，所述上模固定于超声波焊接机的换能器上，所述下模固定于超声波焊接机的基座上，其特征在于：所述下模相对于工件的基准线倾斜放置，所述上模与工件的接触面亦相应地相对于工件的基准线倾斜。

2.如权利要求1所述的超声波焊接治具，其特征在于：所述下模相对于工件的基准线倾斜的角度为0°到45°，所述上模与工件的接触面相对于工件的基准线倾斜的角度亦为0°到45°。

3.如权利要求1或2所述的超声波焊接治具，其特征在于：所述上模与工件的接触面为焊接曲面。

4.一种采用如权利要求1所述的超声波焊接治具焊接产品的方法，包括以下步骤：

第一步骤，调整上、下模的倾斜角度：在上模或下模上确定工件的基准线，以所述基准线为轴，将下模倾斜，将工件放置于下模上，根据下模的倾斜角度，调整上模上焊接曲面的倾斜角度，使其亦倾斜；

第二步骤，调整上模的能量分布点：根据工件上曲面的分布，调整上模的能量分布点，使其与焊接口的位置一致，使超声波从换能器上同时传导到上模的焊接曲面上，且能量分布均匀；

第三步骤，进行超声波焊接。

5.如权利要求4所述有采用超声波焊接治具焊接产品的方法，其特征在于：所述第一步骤中，下模倾斜的角度为0°到45°，上模上焊接曲面倾斜的角度亦为0°到45°。

6.如权利要求4或5所述的采用超声波焊接治具焊接产品的方法，其特征在于：所述第三步骤中，工件表面与上模的焊接曲面互不干涉。

Images