CN111822842A - 一种超声波焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波焊接方法。通过将两个待焊件夹持在上声极与下声极之间；所述上声极与上方所述待焊件配合的表面设有粗糙度或齿形；控制所述上声极向所述待焊件输入超声波频率的弹性振动能，并施加静压力。通过上述公开的超声波焊接方法，通过上声极与上方所述待焊件配合的表面设有的粗糙度或齿形，将待焊件夹持在上声极和下声极之间，并通过具有粗糙度或齿形的上声极向待焊件输入超声波频率的弹性动能，以及施加静压力，使得上声极和下声极能够更好的将待焊件夹持，能够有效防止焊头与待焊件之间产生滑动，避免高频振动导致的失效，从而够保证焊合好的工件的焊缝质量。

Description

一种超声波焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体为一种超声波焊接方法。

背景技术

超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。

但是，现有技术中的超声波焊接方法可能会因为高频振动导致待焊件与待焊件摩擦失效，最终导致焊接失效。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种超声波焊接方法，以解决现有技术中的超声波焊接方法可能会因为高频振动导致待焊件与待焊件摩擦失效，最终导致焊接失效的问题。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种超声波焊接方法，包括：

将两个待焊件夹持在上声极与下声极之间；所述上声极与上方所述待焊件配合的表面设有粗糙度或齿形；

控制所述上声极向所述待焊件输入超声波频率的弹性振动能，并施加静压力。

优选的，所述上声极与上方所述待焊件配合的表面设有齿形，且齿高h不小于上方所述待焊件的板厚t。

优选的，所述齿高h不大于2t。

优选的，所述上声极的齿形顶为尖顶。

优选的，所述上声极的齿为等间距齿。

优选的，上方所述待焊件的厚度不大于下方所述待焊件的厚度。

优选的，所述待焊件为金属材料。

优选的，所述待焊件为超薄金属材料。

优选的，所述待焊件为厚度范围为大于0.1毫米，小于1毫米的超薄金属材料。

由上述内容可知，本发明公开了一种超声波焊接方法。通过将两个待焊件夹持在上声极与下声极之间；所述上声极与上方所述待焊件配合的表面设有粗糙度或齿形；控制所述上声极向所述待焊件输入超声波频率的弹性振动能，并施加静压力。通过上述公开的超声波焊接方法，通过上声极与上方所述待焊件配合的表面设有粗糙度或齿形，将待焊件夹持在上声极和下声极之间，并通过具有粗糙度或齿形的上声极向待焊件输入超声波频率的弹性动能，以及施加静压力，使得上声极和下声极能够更好的将待焊件夹持，能够有效防止焊头与待焊件之间产生滑动，避免高频振动导致的失效，从而够保证焊合好的工件的焊缝质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种超声波焊接结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种超声波焊接方法流程图；

图3为本发明实施例提供的超声波焊接的上声极结构示意图。

其中，待焊件1，上声极2，下声极3。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明公开了一种超声波焊接方法，该方法适用于超声波焊接装置，参考图1，为现有技术中的超声波焊接装置，由上声极2和下声极3组成，通过上声极2和下声极3配合对待焊件1进行焊件，而本申请通过对现有技术中的超声波焊接装置的上声极2重新设计，使得上声极2的焊头具有齿状结构，如图3所示，从而通过本申请公开的一种超声波焊接方法来解决现有技术中的超声波焊接方法可能会因为高频振动导致待焊件与待焊件摩擦失效，最终导致焊接失效的问题，具体方案如下。

参见图2，图2为本申请实施例提供的超声波焊接方法流程示意图，所述超声波焊接方法至少包括以下步骤：

步骤S201：将两个待焊件1夹持在上声极2与下声极3之间。

其中，所述上声极2与上方所述待焊件1配合的表面设有粗糙度或齿形。

步骤S202：控制所述上声极2向所述待焊件1输入超声波频率的弹性振动能，并施加静压力。

需要说明的是，如图3所示，将两个待焊件1通过上声极2与下声极3进行夹持，由于上声极2与上方所述待焊件1配合的表面设有粗糙度或齿形，因此，可以将待焊件1夹持固定，并且能够防止焊头与待焊件1之间产生滑动，而通过控制所述上声极2向所述待焊件1输入超声波频率的弹性振动能，并施加静压力，可以避免高频振动引起的失效，使得待焊件1界面的金属原子扰动并且使原子间相互结合，最终得到焊合好的工件，保证了工件的焊缝质量。

还需要说明的是，上声极2的焊头与待焊件1的焊接界面产生平行的运动时，通过有效摩擦，可以产生热能，并在上声极2的静压力作用下，能够实现被焊件原子间的相互结合，使得两待焊件1能够有效的焊接。

本申请实施例通过将两个待焊件夹持在上声极与下声极之间；所述上声极与上方所述待焊件配合的表面设有粗糙度或齿形；控制所述上声极向所述待焊件输入超声波频率的弹性振动能，并施加静压力。通过上述公开的超声波焊接方法，通过上声极与上方所述待焊件配合的表面设有粗糙度或齿形，将待焊件夹持在上声极和下声极之间，并通过具有粗糙度或齿形的上声极向待焊件输入超声波频率的弹性动能，以及施加静压力，使得上声极和下声极能够更好的将待焊件夹持，能够有效防止焊头与待焊件之间产生滑动，避免高频振动导致的失效，从而够保证焊合好的工件的焊缝质量。

进一步，所述上声极2与上方所述待焊件1配合的表面设有齿形，且齿高h不小于上方所述待焊件1的板厚t。

需要说明的是，齿高h需要大于等于待焊件1的板厚t，若齿高h小于待焊件1的板厚t，无法将待焊件1牢固的夹持在上声极2和下声极3之间，焊头就会与待焊件之间产生滑动，最终会因为高频振动无法将两待焊件1进行焊接，若能将两待焊件1焊件好，焊接好的焊缝质量也无法得到一定的保证，因此，需要将齿高h设为不小于上方待焊件1的板厚t。

进一步，所述齿高h不大于2t。

需要说明的是，由于本申请是针对超薄金属材料进行超声波焊接，待焊件1为超薄金属，若齿高太大，虽然能够有效防止焊头与待焊件之间的滑动，但也容易将待焊件刺穿，因此，需要齿高不能过大，本申请中，优选齿高h不大于2t，其中，t为待焊件1的板厚。

进一步，所述上声极2的齿形顶为尖顶。

需要说明的是，将上声极2的齿形设置为尖顶，能够防止待焊件1与焊头之间发生滑动。

进一步，所述上声极2的齿为等间距齿。

需要说明的是，将上声极2的齿设为等间距锯齿，可以使上声极2对待焊件1施加的静压力均布在待焊件1上，并能更加有效的防止焊件1与焊头之间发生滑动，但是，本申请上声极2的齿并不仅限于等间距齿。

具体的，上方所述待焊件1的厚度不大于下方所述待焊件1的厚度。

需要说明的是，将上方所述待焊件1的厚度设置为不大于下方所述待焊件1的厚度，能够方便两待焊件1焊件。

进一步，所述待焊件1为金属材料。

需要说明的是，所述待焊件1可以为金属材料，也可以为塑料材料，在本申请中，待焊件1的材料优选为金属材料。

具体的，所述待焊件1为超薄金属材料。

具体的，所述待焊件1为厚度范围为大于0.1毫米，小于1毫米的超薄金属材料。

为了便于理解上述方案，基于图2和图3，对本方案作进一步介绍。

本发明公开了一种超声波焊接方法，超声波焊接ultrasonic welding，USW)是两焊件采用搭接接头型式，在压力作用下，利用超声波的高频振荡，使待焊件1接触表面产生强烈的摩擦作用，以清除表面氧化物并加热待焊件1而实现焊接的一种固态焊接方法。焊接时，将待焊件1夹持在上声极2与下声极3之间，上声极2用来向待焊件1输入超声波频率的弹性振动能，并施加静压力。下声极3是固定的用于支撑待焊件1和承受静压力。

在超声波焊接过程中，上声极2齿高对焊接接头焊接质量影响较大，对于不同厚度的待焊件1，齿高也不同，相对于待焊件1厚度，齿高在大于待焊件1厚度合适值方可获得有效的焊接接头。保证了超声波过程中质量的一致性和可靠性。

1、一种超声波焊接方法，其中，针对待焊件厚度，设计不同大小的上声极齿高h，h＝t～2t，t为待焊件板厚，防止焊头与待焊件1之间的滑动，避免高频振动失效，使焊接界面的金属原子扰动并且使原子间相互结合，从而得到焊接接头，保证焊缝质量。

2、用于超薄金属材料超声波焊接。

3、上声极2焊头表面粗糙度，甚至是形成齿形，齿形顶为尖顶，防止焊头与待焊件1之间的滑动。

4、上声极2焊头与焊接界面产生平行的运动，通过有效摩擦，产生热能，在静压力作用下，实现被焊件原子间的相互结合。

5、上声极2齿高太大，大于2t，或者太小，小于t，对焊接质量都会产生影响，齿高太小，不能有效防止焊头与待焊件之间的滑动，齿高太大，容易刺穿待焊件。

本申请发明内容：

本发明所要解决的技术问题是在超声波焊接过程中，上声极2齿高对焊接接头焊接质量影响较大，对于不同厚度的待焊件，齿高不同，相对于待焊件厚度，齿高在大于待焊件厚度合适值方可获得有效的焊接接头。保证了超声波过程中质量的一致性和可靠性。

本发明实施例公开了通过一种超声波焊接方法，其中，针对待焊件厚度，设计不同大小的上声极齿高，防止焊头与待焊件之间的滑动，同时也避免齿高过大刺穿待焊件，防止高频振动焊头与待焊件摩擦失效，使焊接界面的金属原子扰动并且使原子间相互结合，从而得到有效的焊接接头。

在超薄金属材料超声波焊接过程中，通过设定焊头齿高，保证焊头与待焊件的有效摩擦，获得有效的焊接接头，保证了焊接接头质量的稳定和一致性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种超声波焊接方法，其特征在于，包括：

将两个待焊件(1)夹持在上声极(2)与下声极(3)之间；所述上声极(2)与上方所述待焊件(1)配合的表面设有粗糙度或齿形；

控制所述上声极(2)向所述待焊件(1)输入超声波频率的弹性振动能，并施加静压力。

2.根据权利要求1所述的超声波焊接方法，其特征在于，所述上声极(2)与上方所述待焊件(1)配合的表面设有齿形，且齿高h不小于上方所述待焊件(1)的板厚t。

3.根据权利要求2所述的超声波焊接方法，其特征在于，所述齿高h不大于2t。

4.根据权利要求2所述的超声波焊接方法，其特征在于，所述上声极(2)的齿形顶为尖顶。

5.根据权利要求4所述的超声波焊接方法，其特征在于，所述上声极(2)的齿为等间距齿。

6.根据权利要求1所述的超声波焊接方法，其特征在于，上方所述待焊件(1)的厚度不大于下方所述待焊件(1)的厚度。

7.根据权利要求1所述的超声波焊接方法，其特征在于，所述待焊件(1)为金属材料。

8.根据权利要求1所述的超声波焊接方法，其特征在于，所述待焊件(1)为超薄金属材料。

9.根据权利要求1所述的超声波焊接方法，其特征在于，所述待焊件(1)为厚度范围为大于0.1毫米，小于1毫米的超薄金属材料。

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