CN110948102A - 一种异性材料的超声波焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种异性材料的超声波焊接方法，步骤如下：步骤(1)放置待焊接产品；步骤(2)启动超声波焊接机；步骤(3)声波发声；步骤(4)停止下降；步骤(5)气缸向上移动；步骤(6)底座复位；步骤(7)形成产品。本发明不需要提前将上层材料做成孔洞来实现焊接，也不需要添加任何中间介质。只要将两种材料放到一起，通过焊头，即可完成焊接。

Description

一种异性材料的超声波焊接方法
技术领域
本发明涉及超声波焊接方法。
背景技术
目前，超声波工艺要将两种不相熔的热塑性材料进行焊接，需要用材料铆接的焊接工艺进行超声波焊接，也有材料加中间介质将两种材料利用超声融合到一起，见说明书附图1。这种焊接需要其中一款材料表面做成孔洞，另一款材料需要做相应的凸起。当超声波焊头将凸起的材料融化后堆积到有孔洞材料的表面形成铆接。当遇到不允许或无法做成孔洞的产品时就无法实现焊接。而加中间介质的焊接，耐药性和耐候性大幅度降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种不需要提前将上层材料做成孔洞来实现焊接，也不需要添加任何中间介质，只要将两种材料放到一起，通过焊头完成焊接的异性材料的超声波焊接方法。
异性材料的超声波焊接方法的步骤如下：
步骤(1)放置待焊接产品：待焊接的材料A-2和材料A-3装配在超声波焊机的底座上，底座可通过气缸上下升降；
步骤(2)启动超声波焊接机：开启焊接机电源按钮，焊接机开始工作，带动超声波焊头沿Z方向向下移动，超声波焊头下降力设置为0.5mpa～0.7mpa；
步骤(3)声波发声：当超声波焊头下降到将要接触到材料A-2时，声波开始发声，声波振幅值设置范围为12mm/s～18mm/s；
步骤(4)停止下降：超声波焊头持续下降，直至超声波焊头穿入材料A-3中，深度为1.5mm～3mm时，超声波焊头停止下降，步骤(3)和步骤(4)中，声波发声时间设置范围为0.8s～3.5s；
步骤(5)气缸向上移动：在进行步骤4的同时，底座通过气缸，沿Z方向向上移动，给材料A-2和材料A-3施加反向作用力0.3mpa～0.5mpa；
步骤(6)底座复位：超声波焊头静止后，底座复位；
步骤(7)形成产品：超声波焊头复位，手动取出焊接后的产品即可。
进一步地，超声波焊头为针式超声波焊头，焊头材质为钛合金。焊头由焊头主体和焊针组成，焊头主体呈圆柱体状，在焊头主体前端设有若干焊针，焊头主体和焊针为一体成形。
进一步地，焊针呈锥形，焊针自由端的端面上设有凹槽，凹槽呈半球形。
进一步地，凹槽的直径小于焊针自由端端面的直径。
本发明与现有技术相比具有如下优点：不需要提前将上层材料做成孔洞来实现焊接，也不需要添加任何中间介质。只要将两种材料放到一起，通过焊头，即可完成焊接。
附图说明
图1为本发明的现有技术的示意图；
图2为本发明的超声波底座、材料A-2、材料A-3和超声波焊头的示意图；
图3为本发明的超声波焊头的的示意图；
图4为本发明的焊接效果图；
图中，A-1超声波焊头、A-2材料、A-3材料、A-4底座、A-5焊头主体、A-6焊针。
具体实施方式
在图2至图4所示的本发明的示意简图中。
实施例1
异性材料的超声波焊接方法的步骤如下：
步骤(1)放置待焊接产品：待焊接的材料A-2和材料A-3装配在超声波焊机的底座A-4上，底座可通过气缸上下升降；
步骤(2)启动超声波焊接机：开启焊接机电源按钮，焊接机开始工作，带动超声波焊头A-1沿Z方向向下移动，超声波焊头下降力设置为0.5mpa超声波焊头为针式超声波焊头，焊头材质为钛合金。焊头由焊头主体A-5和焊针A-6组成，焊头主体呈圆柱体状，在焊头主体前端设有焊针，焊头主体和焊针为一体成形。焊针呈锥形，焊针自由端的端面上设有凹槽，凹槽呈半球形，凹槽的直径小于焊针自由端端面的直径；
步骤(3)声波发声：当超声波焊头下降到将要接触到材料A-2时，声波开始发声，声波振幅值设置范围为12mm/s
步骤(4)停止下降：超声波焊头持续下降，直至超声波焊头穿入材料A-3中，深度为1.5mm时，超声波焊头停止下降，步骤(3)和步骤(4)中，声波发声时间设置范围为0.8s；
步骤(5)气缸向上移动：在进行步骤4的同时，底座A-4通过气缸，沿Z方向向上移动，给材料A-2和材料A-3施加反向作用力为0.3mpa；
步骤(6)底座复位：超声波焊头静止后，底座A-4复位；
步骤(7)形成产品：超声波焊头复位，手动取出焊接后的产品即可。
实施例2
异性材料的超声波焊接方法的步骤如下：
步骤(1)放置待焊接产品：待焊接的材料A-2和材料A-3装配在超声波焊机的底座A-4上，底座可通过气缸上下升降；
步骤(2)启动超声波焊接机：开启焊接机电源按钮，焊接机开始工作，带动超声波焊头A-1沿Z方向向下移动，超声波焊头下降力设置为0.7mpa超声波焊头为针式超声波焊头，焊头材质为钛合金。焊头由焊头主体A-5和焊针A-6组成，焊头主体呈圆柱体状，在焊头主体前端设有焊针，焊头主体和焊针为一体成形。焊针呈锥形，焊针自由端的端面上设有凹槽，凹槽呈半球形，凹槽的直径小于焊针自由端端面的直径；
步骤(3)声波发声：当超声波焊头下降到将要接触到材料A-2时，声波开始发声，声波振幅值设置范围为18mm/s
步骤(4)停止下降：超声波焊头持续下降，直至超声波焊头穿入材料A-3中，深度为3mm时，超声波焊头停止下降，步骤(3)和步骤(4)中，声波发声时间设置范围为3.5s；
步骤(5)气缸向上移动：在进行步骤4的同时，底座A-4通过气缸，沿Z方向向上移动，给材料A-2和材料A-3施加反向作用力为0.5mpa；
步骤(6)底座复位：超声波焊头静止后，底座A-4复位；
步骤(7)形成产品：超声波焊头复位，手动取出焊接后的产品即可。

Claims (4)

1.一种异性材料的超声波焊接方法，其特征在于：步骤如下：
步骤(1)放置待焊接产品：待焊接的材料(A-2)和材料(A-3)装配在超声波焊机的底座(A-4)上，底座可通过气缸上下升降；
步骤(2)启动超声波焊接机：开启焊接机电源按钮，焊接机开始工作，带动超声波焊头A-1沿Z方向向下移动，超声波焊头(A-1)下降力设置为0.5mpa～0.7mpa；
步骤(3)声波发声：当超声波焊头下降到将要接触到材料(A-2)时，声波开始发声，声波振幅值设置范围为12mm/s～18mm/s；
步骤(4)停止下降：超声波焊头持续下降，直至超声波焊头穿入材料(A-3)中，深度为1.5mm～3mm时，超声波焊头停止下降，步骤(3)和步骤(4)中，声波发声时间设置范围为0.8s～3.5s；
步骤(5)气缸向上移动：在进行步骤4的同时，底座(A-4)通过气缸，沿Z方向向上移动，给材料(A-2)和材料(A-3)施加反向作用力为0.3mpa～0.5mpa；
步骤(6)底座复位：超声波焊头静止后，底座(A-4)复位；
步骤(7)形成产品：超声波焊头复位，手动取出焊接后的产品即可。
2.根据权利要求1所述的一种异性材料的超声波焊接方法，其特征在于：超声波焊头为针式超声波焊头，焊头材质为钛合金，焊头由焊头主体(A-5)和焊针(A-6)组成，焊头主体呈圆柱体状，在焊头主体前端设有焊针，焊头主体和焊针为一体成形。
3.根据权利要求1或2所述的一种异性材料的超声波焊接方法，其特征在于：焊针呈锥形，焊针自由端的端面上设有凹槽，凹槽呈半球形。
4.根据权利要求1或2所述的一种异性材料的超声波焊接方法，其特征在于：凹槽的直径小于焊针自由端端面的直径。
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