CN112756764A - 产生圆周拉伸振动的焊头和焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超声波焊接的技术领域，公开了一种产生圆周拉伸振动的焊头和焊接设备。其中，该产生圆周拉伸振动的焊头，包括：连接部，所述连接部具有顶部表面，所述连接部的顶部表面的中心具有连接孔，所述连接孔用于与换能器连接固定；中间连接杆，所述中间连接杆的一端接驳于所述连接部的底部表面的中心；焊接部，所述焊接部呈圆盘状，所述焊接部的中心接驳于所述中间连接杆的另一端。本发明技术方案给出的一种产生圆周拉伸振动的焊头和焊接设备，焊接部可伸入工件内侧进行焊接，产生的为圆周拉伸振动，焊接效果好，效率更高。

Description

产生圆周拉伸振动的焊头和焊接设备

技术领域

本发明专利涉及超声波焊接的技术领域，具体而言，涉及一种产生圆周拉伸振动的焊头和焊接设备。

背景技术

超声波焊接是通过超声波发生器将电流转换成电能，被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过变幅结构传递到焊头，焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，待焊接工件基本上平行于其焊接表面彼此进行相对移动，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。

现有技术中，在使用超声波焊接时，一般是焊接两工件之间的水平面，焊头加压在一工件的上，使两个工件贴合的表面之间融合焊接。

但是，对于一些需要对工件内侧表面焊接的结构而言，现有的焊头结构在焊接时，需要对工件内侧表面的各个部位进行超声波焊接，焊接极为麻烦，且焊接效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种产生圆周拉伸振动的焊头和焊接设备，旨在解决现有技术中，在对工件内侧表面进行超声波焊接时，焊接效果差的问题。

本发明是这样实现的，一种产生圆周拉伸振动的焊头，包括：

连接部，所述连接部具有顶部表面，所述连接部的顶部表面的中心具有连接孔，所述连接孔用于与换能器连接固定；

中间连接杆，所述中间连接杆的一端接驳于所述连接部的底部表面的中心；

焊接部，所述焊接部呈圆盘状，所述焊接部的中心接驳于所述中间连接杆的另一端。

可选的，所述焊接部的外周环设环形凸起。

可选的，所述环形凸起上设有多个背离所述焊接部凸出的焊齿。

可选的，多个所述焊齿环绕所述焊接部的中心均匀间隔布置。

可选的，所述中间连接杆具有与所述焊接部接驳的第一连接段，沿所述中间连接杆至焊接部的方向上，所述第一连接段的直径逐渐增加。

可选的，所述中间连接杆具有与所述连接部接驳的第二连接段，沿所述中间连接杆至连接部的方向上，所述第二连接段的直径逐渐增加。

可选的，所述焊接部具有背离所述中间连接杆的第一表面，所述焊接部的第一表面的中心凸出有凸起部，沿所述焊接部至所述凸起部的方向上，所述凸起部的直径逐渐增加。

可选的，所述凸起部的中心具有锥形孔。

可选的，所述连接部、中间连接杆以及焊接部一体成型。

本发明还给出了一种焊接设备，包括产生轴向振动的换能器和所述焊头，所述焊头包括：

连接部，所述连接部具有顶部表面，所述连接部的顶部表面的中心具有连接孔，所述连接孔用于与换能器连接固定；

中间连接杆，所述中间连接杆的一端接驳于所述连接部的底部表面的中心；

焊接部，所述焊接部呈圆盘状，所述焊接部的中心接驳于所述中间连接杆的另一端；

所述换能器的一端具有连接柱，所述连接柱随所述换能器产生轴向振动，所述连接柱与所述连接部的顶部表面的连接孔通过螺纹连接固定。

与现有技术相比，本发明提供的产生圆周拉伸振动的焊头，通过该焊头所给出的结构，使得焊接部可产生圆周拉伸振动，该焊头的工作区域为焊接部的圆周部分，在对一些工件的水平面之间焊接时，焊接部的圆周抵压在工件上，通过其圆周所产生的拉伸振动即可进行焊接，并且，在对一些工件内侧表面进行焊接时，该焊头的焊接部可伸入工件内侧进行焊接，且由于其产生的为圆周拉伸振动，对于一些内侧表面为弧形的工件而言，可同时对工件内侧表面的多个部位进行焊接，焊接效果好，效率更高。解决了现有技术中，在对工件内侧表面进行超声波焊接时，焊接效果差的问题。

附图说明

图1是本发明提供的产生圆周拉伸振动的焊头的俯向示意图；

图2是本发明提供的产生圆周拉伸振动的焊头的仰向示意图；

图3是本发明提供的焊接设备的立体示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1至图3所示，为本发明提供的较佳实施例。

本发明实施例中，该产生圆周拉伸振动的焊头，包括：

连接部10，连接部10具有顶部表面，连接部10的顶部表面的中心具有连接孔10a，连接孔10a用于与换能器50连接固定；

中间连接杆20，中间连接杆20的一端接驳于连接部10的底部表面的中心；

焊接部30，焊接部30呈圆盘状，焊接部30的中心接驳于中间连接杆20的另一端。

中间连接杆20的直径较连接部10和焊接部30更细，连接部10的轴向振动通过中间连接杆20传动到焊接部30的中心处，进而使焊接部30的外周边缘产生振动。具体的，请结合参阅图3，本实施例中，以中间连接杆20至焊接部30的中心方向为第一方向，其相反的方向为第二方向，这样，在中间连接杆20的轴向振动带动焊接部30中心朝第一方向振动时，焊接部30的外周边缘则相对于焊接部30的中心朝第二方向振动，在中间连接杆20的轴向振动带动焊接部30的中心朝第二方向振动时，焊接部30的外周边缘则相对于焊接部30的中心朝第一方向振动，以此，在往复振动的过程中，焊接部30的圆周处产生拉伸振动。

本实施例中，上述连接部10、焊接部30以及中间连接杆20为同轴布置，以保证结构稳定，振幅均匀。

这样，本实施例中，通过该焊头所给出的结构，使得焊接部30可产生圆周拉伸振动，该焊头的工作区域为焊接部30的圆周部分，在对一些工件的水平面之间焊接时，焊接部30的圆周抵压在工件上，通过其圆周所产生的拉伸振动即可进行焊接，并且，在对一些工件内侧表面进行焊接时，该焊头的焊接部30可伸入工件内侧进行焊接，且由于其产生的为圆周拉伸振动，对于一些内侧表面为弧形的工件而言，可同时对工件内侧表面的多个部位进行焊接，焊接效果好，效率更高。

请结合参阅图1和图2，本发明一实施例中，焊接部30的外周环设环形凸起31。

具体的，焊接部30具有背离中间连接杆20的第一表面，该环形凸起31位于焊接部30靠近第一表面的位置，且环形凸起31的背离中间连接杆20的表面与该第一表面平齐。通过该环形凸起31减薄了该焊接部30焊接区的厚度，更便于焊接一些难以焊接的位置，如上述所说的工件的内侧表面，且所产生的圆周拉伸振动效果更好。

另外，环形凸起31上设有多个背离焊接部30凸出的焊齿32。

这样，焊头的焊接区变为环形凸起31所凸出的焊齿32，更便于焊接一些狭窄的区域，且所产生的的圆周拉伸振动在传递到每一焊齿32上时，相较于连为一体的凸起结构而言，振动效果更好，使得焊接效果更佳。

具体的，该焊齿32的上下表面与环形凸起31的上下表面平齐，沿远离环形凸起31的方向上，焊齿32的宽度逐渐缩小，以保证其结构强度，并且，本实施例中，焊齿32的端部呈平面状布置，这样，以保证其能与工件稳定贴合，方便焊接。

并且，多个焊齿32环绕焊接部30的中心均匀间隔布置。

这样，焊接部30的多个焊齿32振幅均匀，以提高焊接效果。

请结合参阅图2和图3，本发明一实施例中，中间连接杆20具有与焊接部30接驳的第一连接段21，沿中间连接杆20至焊接部30的方向上，第一连接段21的直径逐渐增加。

中间连接杆20的第一连接段21与焊接部30相接驳，通过直径逐渐增加的结构，使得焊接部30的结构稳定，且中间连接杆20不易断裂，同时，减少了焊接过程中的能量损失。

具体的，该第一连接段21的侧壁呈朝内凹陷的弧面状结构，一方面使得结构稳定，另一方面，避免了第一连接杆直接接触工件表面，因而不影响焊接质量。本实施例中，该第一连接段21延伸至焊接部30的外周处，使得焊接部30的中心偏厚，外周偏薄，更易于产生圆周拉伸振动，以对难以焊接的位置进行焊接。

此外，焊接部30具有背离中间连接杆20的第一表面，焊接部30的第一表面的中心凸出有凸起部40，沿焊接部30至凸起部40的方向上，凸起部40的直径逐渐增加。

该凸起部40进一步使得焊接部30中心厚，外周薄，以产生圆周拉伸振动。同样的，该凸起部40的侧壁也是呈朝内凹陷的弧面状结构的，以方便焊接。并且，本实施例中，凸起部40的表面直径与中间连接杆20的中部直径相同，以便于实现焊接部30的中部与中间连接杆20的振动方向相同，而使得焊接部30的外周产生圆周拉伸振动。

此外，凸起部40的中心具有锥形孔40a。

该锥形孔40a位于凸起部40背离焊接部30的表面处，凸起部40的该表面与焊接部30同轴，凸起部40的该表面形成上述锥形孔40a，相较于实心的凸起部40而言，所设的锥形孔40a更利于焊接部30产生圆周拉伸振动。此处的锥形孔连通于连接孔，通过螺栓穿过该焊头，可与换能器的连接柱螺纹连接。并且，根据需要，还可通过该锥形孔40a与另一换能器50相对接，进而提高焊接时的能量。

请结合参阅图1和图2，本发明一实施例中，中间连接杆20具有与连接部10接驳的第二连接段22，沿中间连接杆20至连接部10的方向上，第二连接段22的直径逐渐增加。

中间连接杆20的第二连接段22与连接部10相接驳，通过直径逐渐增加的结构，使得焊接部30的结构稳定，且中间连接杆20不易断裂，同时，减少了焊接过程中的能量损失。具体的，该第二连接段22的侧壁也是呈朝内凹陷的弧面状结构。

此外，本实施例中，该连接部10的顶部表面形成有环形孔，环形孔将内外分为内侧的连接柱11和外侧的连接环12，连接柱11上设连接孔10a，实现与换能器50的连接，通过该连接部10的结构增加了振幅，使得焊接效果更好。

请结合参阅图1和图2，本发明一实施例中，连接部10、中间连接杆20以及焊接部30一体成型。这样，该焊头振幅均匀，焊接效果好。

请结合参阅图3，本发明还给出了一种焊接设备，包括产生轴向振动的换能器50和焊头，焊头的结构和功能可参考上述实施例，此处不再赘述。

并且，换能器50的一端具有连接柱11，连接柱11随换能器50产生轴向振动，连接柱11与连接部10的顶部表面的连接孔10a通过螺纹连接固定。

这样，通过该换能器50可产生轴向振动，进而使得焊头也产生轴向振动，使得焊接部30产生圆周拉伸振动，实现焊接。

在又一实施例中，在焊头的另一端也设有换能器50，换能器50的连接柱11对接于焊头的锥形孔40a处，通过两换能器50同时工作，使得所产生的振动效果更好，焊接效果更优。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种产生圆周拉伸振动的焊头，其特征在于，包括：

连接部，所述连接部具有顶部表面，所述连接部的顶部表面的中心具有连接孔，所述连接孔用于与换能器连接固定；

中间连接杆，所述中间连接杆的一端接驳于所述连接部的底部表面的中心；

焊接部，所述焊接部呈圆盘状，所述焊接部的中心接驳于所述中间连接杆的另一端。

2.如权利要求1所述的一种产生圆周拉伸振动的焊头，其特征在于，所述焊接部的外周环设环形凸起。

3.如权利要求2所述的一种产生圆周拉伸振动的焊头，其特征在于，所述环形凸起上设有多个背离所述焊接部凸出的焊齿。

4.如权利要求3所述的一种产生圆周拉伸振动的焊头，其特征在于，多个所述焊齿环绕所述焊接部的中心均匀间隔布置。

5.如权利要求1至4任意一项所述的一种产生圆周拉伸振动的焊头，其特征在于，所述中间连接杆具有与所述焊接部接驳的第一连接段，沿所述中间连接杆至焊接部的方向上，所述第一连接段的直径逐渐增加。

6.如权利要求1至4任意一项所述的一种产生圆周拉伸振动的焊头，其特征在于，所述中间连接杆具有与所述连接部接驳的第二连接段，沿所述中间连接杆至连接部的方向上，所述第二连接段的直径逐渐增加。

7.如权利要求1至4任意一项所述的一种产生圆周拉伸振动的焊头，其特征在于，所述焊接部具有背离所述中间连接杆的第一表面，所述焊接部的第一表面的中心凸出有凸起部，沿所述焊接部至所述凸起部的方向上，所述凸起部的直径逐渐增加。

8.如权利要求7所述的一种产生圆周拉伸振动的焊头，其特征在于，所述凸起部的中心具有锥形孔。

9.如权利要求1至4任意一项所述的一种产生圆周拉伸振动的焊头，其特征在于，所述连接部、中间连接杆以及焊接部一体成型。

10.一种焊接设备，其特征在于，包括产生轴向振动的换能器和如权利要求1至9任意一项所述的产生圆周拉伸振动的焊头，所述换能器的一端具有连接柱，所述连接柱随所述换能器产生轴向振动，所述连接柱与所述连接部的顶部表面的连接孔通过螺纹连接固定。

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