CN211852259U - 一种高强度超声波焊接叶轮 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高强度超声波焊接叶轮，包括前盖板与后盖板，所述前盖板正对后盖板的一面呈圆周均布有若干叶片槽，后盖板上设有与若干叶片槽一一对应的若干叶片，所述叶片槽为阶梯槽结构，包括至少两个不等宽的槽口，且至少两个槽口的宽度沿着正对朝向叶片的方向呈递增；所述叶片上正对叶片槽的表面设有凸起，所述凸起匹配嵌设于叶片槽；所述凸起上沿着槽口宽度方向的两个侧面与叶片交界的位置分别向内凹陷形成容置槽；所述凸起上正对叶片槽的表面设有凸尖。本实用新型的高强度超声波焊接叶轮，它在避免产生飞边的同时，能获得较高强度的叶轮，从而保证叶轮的性能。

Description

一种高强度超声波焊接叶轮

技术领域

本实用新型涉及一种高强度超声波焊接叶轮。

背景技术

现有的水泵上的叶轮，通常的制作方法是：将叶轮分为前盖板与后盖板，在前盖板上具有若干呈圆周均布的叶片槽，在后盖板上设有与叶片槽对应匹配的叶片凸起，各个凸起一一对应嵌设在各个叶片槽内，并通过超声波焊接工艺对叶片与叶片槽进行焊接，常规的叶片与叶片槽的设计，在进行超声波焊接时，仅靠叶片与叶片槽之间接触的焊接面熔化实现融合，此处的熔料量少，且焊接融合不稳定，原因为超声波控制的能量有波动，导致焊接不均匀，从而导致获得的叶轮整体强度比较弱，使用寿命短。为了获得焊接位置更高的承力强度，需要对叶片、叶片槽之间连接的位置的粘合剂的挤压力增加，并增加单位面积上的粘合剂的容量，从而获得前盖板与后盖板较好的粘合度，并使得成品叶轮的强度大，但是，在获得了较大强度的叶轮，与之带来的问题也很多：由于粘合剂的挤压力增加，粘合剂的剂量增多，导致在叶片、叶片槽的连接位置产生飞边，造成叶轮的美观度较差，通常此类问题的解决方法就是对飞边进行打磨，试图磨掉飞边，但是成品后的叶轮的飞边不好打磨，另外，在强行对飞边进行打磨后，会影响叶轮的流体的性能，行业内认为，外表光滑的叶轮成品，其性能越佳，反之，具有飞边的叶轮，则性能不佳，若强行磨掉飞边，可能存在磨掉后的叶轮的各个参数，与当初设计的参数有出入。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高强度超声波焊接叶轮，它在避免产生飞边的同时，能获得较高强度的叶轮。

为解决上述技术问题，本实用新型一种高强度超声波焊接叶轮的技术解决方案为：

本实用新型公开一种高强度超声波焊接叶轮，包括前盖板与后盖板，所述前盖板正对后盖板的一面呈圆周均布有若干叶片槽，后盖板上设有与若干叶片槽一一对应的若干叶片；所述叶片槽为阶梯槽结构，包括至少两个不等宽的槽口，且至少两个槽口的宽度沿着正对朝向叶片的方向呈递增；所述叶片上正对叶片槽的表面设有凸起，所述凸起匹配嵌设于叶片槽；所述凸起上沿着槽口宽度方向的两个侧面与叶片交界的位置分别向内凹陷形成容置槽；所述凸起上正对叶片槽的表面设有凸尖。

所述凸起的高度大于叶片槽的高度，且凸起的宽度小于或等于叶片槽的最小槽口的宽度；所述叶片的宽度大于叶片槽的最大槽口的宽度。

所述叶片与叶片槽之间设有定位机构，所述定位机构包括设置在每个叶片上的正对叶片槽的表面的至少一个定位体、设置在叶片槽内的与定位体对应匹配的定位孔。

所述叶片槽包括两个不等宽的槽口，分别为呈叠加的第一槽口与第二槽口，所述第一槽口的宽度小于第二槽口的宽度，且第一槽口的截面为梯形。

所述凸起的截面为梯形结构，且凸起嵌设在第一槽口内；所述凸起的梯形截面的两个上顶角小于第一槽口的梯形截面的两个上顶角，从而使得凸起的梯形截面与第一槽口的梯形截面的腰之间的位置形成了间隙。

所述容置槽的截面为“U”型。

所述叶片上正对叶片槽的表面还设有延伸槽，所述延伸槽处于凸起的端部，且延伸槽与容置槽贯通。

本实用新型的有益效果是：

与现有技术相比，本实用新型的高强度超声波焊接叶轮，凸尖处于叶片槽内，且体积较小，在焊接时，更快、更容易熔化成焊料，焊料充足，使得叶片与叶片槽之间的凸尖位置的接触面焊接强度更大、更稳定；

与现有技术相比，本实用新型的高强度超声波焊接叶轮，截面为梯形结构的叶片槽与叶片，相较于现有的矩形结构，具有反压力更大的优点，在被焊接时，对前盖板与后盖板相互挤压，从而使得叶片与叶片槽之间贴合的更加紧密、牢固；

与现有技术相比，本实用新型的高强度超声波焊接叶轮，容置槽的设计，可以避免飞边的产生，因为多余的熔料可以进入容置槽；

与现有技术相比，本实用新型的高强度超声波焊接叶轮，焊接后，叶片上正对前盖板的一面与前盖板贴合，延伸槽的设计，使得熔料能够进入延伸槽，延伸槽又处于叶片与前盖板匹配的面与面之间，使得两个的焊接更加牢固。

附图说明

图1是本实用新型高强度超声波焊接叶轮的结构立体图；

图2是本实用新型高强度超声波焊接叶轮的一个角度的立体分解图；

图3是图2的A部放大图；

图4是本实用新型高强度超声波焊接叶轮的另一个角度的立体分解图；

图5是本实用新型高强度超声波焊接叶轮的叶片与叶片槽之间的结构示意图；

图6是本实用新型高强度超声波焊接叶轮的叶片与叶片槽之间的梯形截面的结构分解图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

请参阅图1至图5，本实用新型提供一种高强度超声波焊接叶轮，包括前盖板1与后盖板2，所述前盖板1正对后盖板2的一面呈圆周均布有若干叶片槽3，后盖板2上设有与若干叶片槽3一一对应的若干叶片4；所述叶片槽3为阶梯槽结构，包括至少两个不等宽的槽口，且至少两个槽口的宽度沿着正对朝向叶片4的方向呈递增；所述叶片4上正对叶片槽3的表面设有凸起5，所述凸起5匹配嵌设于叶片槽3；所述凸起5上沿着槽口宽度方向的两个侧面与叶片4交界的位置分别向内凹陷形成容置槽6；所述凸起5的高度大于叶片槽3的高度，且凸起5的宽度小于或等于叶片槽3的最小槽口的宽度；所述叶片4的宽度大于叶片槽3的最大槽口的宽度。

所述凸起5上正对叶片槽3的表面设有凸尖7。

所述叶片4与叶片槽3之间设有定位机构，所述定位机构包括设置在每个叶片4上的正对叶片槽3的表面的至少一个定位体8、设置在叶片槽3内的与定位体8对应匹配的定位孔9。

所述叶片槽3包括两个不等宽的槽口，分别为呈叠加的第一槽口10与第二槽口11，所述第一槽口10的宽度小于第二槽口11的宽度，且第一槽口10的截面为梯形。

所述凸起5的截面为梯形结构，且凸起5嵌设在第一槽口10内；所述凸起5的梯形截面的两个上顶角小于第一槽口10的梯形截面的两个上顶角，从而使得凸起5的梯形截面与第一槽口10的梯形截面的腰之间的位置形成了间隙15。

有关凸起5的梯形截面与第一槽口10的梯形截面的关系，具体如下：

请参阅图6，凸起5、第一槽口10的截面均为等腰梯形，我们分别定为为梯形ABCD、梯形abcd，梯形ABCD的上底AD的长度大于或等于梯形abcd的上底ad的长度，而且，梯形ABCD的上底AD与两个腰AB、DC之间的夹角（定义为梯形ABCD的上顶角α）均大于梯形abcd的上底ad与两个腰ab、dc之间的夹角（定位为梯形abcd的上顶角β）。

所述容置槽6的截面为“U”型。

所述叶片4上正对叶片槽3的表面还设有延伸槽12，所述延伸槽12处于凸起5的端部，且延伸槽12与容置槽6贯通。

凸起5始终处于叶片的外形轨迹范围内，也就是说，凸起5的外形尺寸小于叶片的外形尺寸，从而使得凸起5仅仅是叶片表面向上突出的一个小平台，这样，凸起5的外径小于前盖板1与后盖板2共同形成的叶轮的外径，与之对应的，叶片槽3的外径也是小于叶轮的外径，即：凸起5的外端、叶片槽3的外端距离叶轮的外周面具有一定距离，这样设计的原因是：如果将凸起5的外端、叶片槽3的外端设计成与叶轮的外周面齐平，则后期在对叶轮进行车床的车外径后，会露出凸起5与叶片槽3之间的缝隙，影响叶轮的使用性能。所以，本实用新型将凸起5、叶片槽3的外端沿径向向内缩进，避免缝隙的产生，但是，这种凸起5、叶片槽3的外端沿径向向内缩进后，在对前盖板1与后盖板2进行挤压、超声波焊接时，熔料容易从凸起5、叶片槽3之间的间隙以及叶片4与前盖板1匹配的面与面之间位置挤出，所以，特别设计了延伸槽12，继而能够接纳一部分凸起5、叶片槽3之间的间隙位置以及叶片4与前盖板1匹配的面与面之间位置的熔料，避免飞边的产生。

本实用新型的高强度超声波焊接叶轮制造工艺如下：

第一步，分别加工生产出前盖板1与后盖板2；

第二步，将后盖板2的凸起5、凸尖7均嵌设进前盖板1的叶片槽3内，通过定位体8与定位孔9的配合，使得两者之间的嵌设装配更加准确，精度更高；

第三步，将嵌设装配定位好的前盖板1与后盖板2置入超声波焊接设备，此时的后盖板2处于前盖板1的下方，超声波焊接设备的顶杆直接作用于前盖板1，对前盖板1与后盖板2进行相互挤压，与此同时，对叶片4与叶片槽3的嵌设位置进行焊接；

第四步，完成成品叶轮的制作，并对成品叶轮的外圆进行车削。

在焊接过程中，呈梯形结构的凸起5被挤压进梯形形状的第一槽口10内，凸尖7被熔化，使得凸起5的表面与第一槽口10的槽底13熔接，进一步的，凸尖7熔化形成的熔料被挤压，使得凸起5上正对槽底13的表面与槽底13的连接更加牢固；与此同时，由于梯形ABCD的上底AD的长度大于或等于梯形abcd的上底ad的长度以及梯形ABCD的上顶角α小于梯形abcd的上顶角β，凸起5的截面梯形ABCD的上顶角抵在第一槽口10的截面梯形abcd的上顶角或两个腰ab、dc上，继而使得梯形ABCD的上顶角α被挤压熔化，上顶角α位置易熔化，从而使得熔料朝着梯形ABCD与梯形abcd的两个腰之间的间隙15填充，从而使得从而与梯形abcd的两个腰ab、dc熔合，随着超声波焊接的不断进行，最终，凸起5与第一槽口10的形状吻合，并彻底熔合，在此过程中，凸起5与第一槽口10的截面均为梯形，这使得凸起5与第一槽口10的侧壁14之间的相互反作用力也更大，从而使得侧壁14之间的贴合面焊接的更加牢固；随着超声波焊接的不断进行，叶片4与第二槽口11也开始熔接，为了熔料不被挤出叶片槽3，导致产生飞边，特别设置了容置槽6，从而使得被挤出叶片槽3的熔料进入容置槽6，U型结构的容置槽6，使得多余的熔料的收集更加顺畅；容置槽6的形状多种多样，也可以是半圆形、马蹄形等。

而容置槽6的设置，使得叶片4与第二槽口11贴合面的面积减少，这势必会降低两者之间的连接牢固度，所以，本实用新型在叶片4上正对叶片槽3的表面还设计了延伸槽12，而且，延伸槽12处于凸起5的端部，并使延伸槽12与容置槽6贯通，这就使得熔料可以进入延伸槽12，而延伸槽12处于叶片4与叶片槽3的正对贴合的面与面之间，从而使得叶片4与叶片槽3熔接面积更大，熔接更加牢固。

以上对本实用新型实施例所提供的高强度超声波焊接叶轮进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型所揭示的技术方案；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为本实用新型的限制。

Claims (7)

1.一种高强度超声波焊接叶轮，包括前盖板与后盖板，所述前盖板正对后盖板的一面呈圆周均布有若干叶片槽，后盖板上设有与若干叶片槽一一对应的若干叶片，其特征在于：所述叶片槽为阶梯槽结构，包括至少两个不等宽的槽口，且至少两个槽口的宽度沿着正对朝向叶片的方向呈递增；所述叶片上正对叶片槽的表面设有凸起，所述凸起匹配嵌设于叶片槽；所述凸起上沿着槽口宽度方向的两个侧面与叶片交界的位置分别向内凹陷形成容置槽；所述凸起上正对叶片槽的表面设有凸尖。

2.根据权利要求1所述的一种高强度超声波焊接叶轮，其特征在于：所述凸起的高度大于叶片槽的高度，且凸起的宽度小于或等于叶片槽的最小槽口的宽度；所述叶片的宽度大于叶片槽的最大槽口的宽度。

3.根据权利要求1所述的一种高强度超声波焊接叶轮，其特征在于：所述叶片与叶片槽之间设有定位机构，所述定位机构包括设置在每个叶片上的正对叶片槽的表面的至少一个定位体、设置在叶片槽内的与定位体对应匹配的定位孔。

4.根据权利要求1或3所述的一种高强度超声波焊接叶轮，其特征在于：所述叶片槽包括两个不等宽的槽口，分别为呈叠加的第一槽口与第二槽口，所述第一槽口的宽度小于第二槽口的宽度，且第一槽口的截面为梯形。

5.根据权利要求4所述的一种高强度超声波焊接叶轮，其特征在于：所述凸起的截面为梯形结构，且凸起嵌设在第一槽口内；所述凸起的梯形截面的两个上顶角小于第一槽口的梯形截面的两个上顶角，从而使得凸起的梯形截面与第一槽口的梯形截面的腰之间的位置形成了间隙。

6.根据权利要求1所述的一种高强度超声波焊接叶轮，其特征在于：所述容置槽的截面为“U”型。

7.根据权利要求1所述的一种高强度超声波焊接叶轮，其特征在于：所述叶片上正对叶片槽的表面还设有延伸槽，所述延伸槽处于凸起的端部，且延伸槽与容置槽贯通。

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