CN211966296U - 用于超声波金属焊接机的焊头及超声波金属焊接机 - Google Patents

Abstract

一种用于超声波金属焊接机的焊头及超声波金属焊接机。所述焊头包括结构对称的固定杆和偶数个摩擦头，偶数个所述摩擦头对称的设置在所述固定杆的周侧，所述摩擦头与所述固定杆由两种不同的金属材料制成，所述摩擦头与所述固定杆之间通过原子扩散焊连接成为一体。与现有的焊头整体由同种材料制作而成的技术相比，我们可以选用比常用的高速钢更加耐磨的材料来制成所述摩擦头，然后将所述摩擦头通过原子扩散焊的方式与所述固定杆连成一体，从而得到用于与待焊接工件接触的部位更加耐磨的超声波金属焊接机用焊头。从而焊头寿命得到延长，焊接过中也不易粘工件，既能保证焊接效果良好，又能提高焊接效率。

Description

用于超声波金属焊接机的焊头及超声波金属焊接机

技术领域

本实用新型涉超声波金属焊接技术领域，具体涉及超声波金属焊接机，更具体而言，涉及一种用于超声波金属焊接机的焊头及超声波金属焊接机。

背景技术

超声波金属焊接利用高频振动波传递到需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工。因此，超声波金属焊接机在金属焊接领域得到了广泛的应用。

超声波金属焊接机主要组件包括超声波发生器、换能器、焊头三部分，超声波发生器、换能器、焊头依次连接，并通过机架进行固定。超声波焊接机在工作时通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40KHz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，随后机械运动通过换能器上的变幅杆装置传递到焊头上。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将要焊接的工件表面熔化，进而可使两个工件焊接在一起。在进行超声波金属焊接的过程中，焊头会直接作用在焊件表面，在焊件表面进行摩擦。这就导致焊头磨损程度大、使用寿命短、更换频率高，致使焊头成为超声波焊接机中最易耗损部件之一。同时，焊头的损坏会直接影响待焊工件的焊接质量，例如，超级电容器、电池等铝质外壳待焊工件的超声波焊接，因铝质偏软、熔点较低，磨损的焊头因表面粗糙而更易粘铝、破坏待焊工件，导致产品焊接失效、甚至报废。另外，焊头的频繁更换无疑会降低焊接工序的实施效率。

为解决上述问题，现有的做法是在由高速钢制成的焊头的需要与待焊接工件接触摩擦的表面镀钛来增加焊头的耐磨性。然而，在实际应用中，焊头表面的镀钛层会随使用次数的增加而逐渐被磨损，当焊头表面的镀钛层被磨损后，会导致焊接质量明显下降。

为此，我们亟需设计一种新型的用于超声波金属焊接机的焊头和超声波金属焊接机，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种耐磨损、寿命长、不粘工件的用于超声波金属焊接机的焊头，使用所述焊头既能保证焊接效果良好，又能提高焊接效率。

本实用新型所要解决的另一个技术问题是提供一种具有上述的焊头的超声波金属焊接机。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种用于超声波金属焊接机的焊头，所述焊头包括结构对称的固定杆和偶数个摩擦头，偶数个所述摩擦头对称的设置在所述固定杆的周侧，所述摩擦头与所述固定杆由两种不同的金属材料制成，所述摩擦头与所述固定杆之间通过原子扩散焊连接成为一体。

在本实用新型提供的用于超声波金属焊接机的焊头中，所述固定杆具有连接段和与所述连接段相连的焊接段；所述连接段的背离所述焊接段的一侧设有用于与变幅杆连接的安装螺纹孔。

在本实用新型提供的用于超声波金属焊接机的焊头中，所述焊接段的周侧的偶数个位置处分别沿着与所述连接段的中轴线垂直的方向延伸出一凸块，偶数个所述摩擦头分别与偶数个所述凸块连接为一体。

在本实用新型提供的用于超声波金属焊接机的焊头中，所述固定杆还具有连接于所述连接段与所述焊接段之间的修频段。

在本实用新型提供的用于超声波金属焊接机的焊头中，所述固定杆的周侧设有定位螺丝孔。

在本实用新型提供的用于超声波金属焊接机的焊头中，所述摩擦头具有用于与待焊接工件接触的摩擦面，所述摩擦面具有多个焊齿，多个所述焊齿排列形状为直纹形。

在本实用新型提供的用于超声波金属焊接机的焊头中，所述固定杆由高速钢制成，所述摩擦头由钨钴硬质合金制成。

在本实用新型提供的用于超声波金属焊接机的焊头中，所述摩擦头与所述固定杆之间具有金属垫片，所述金属垫片的膨胀系数介于所述固定杆和所述摩擦头的膨胀系数之间。

为解决上述的另一个技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种超声波金属焊接机，其包括如上所述的焊头。

实施本实用新型提供的用于超声波金属焊接机的焊头，可以达到以下有益效果：所述焊头包括结构对称的固定杆和偶数个摩擦头，偶数个所述摩擦头对称的设置在所述固定杆的周侧，所述摩擦头与所述固定杆由两种不同的金属材料制成，所述摩擦头与所述固定杆之间通过原子扩散焊连接成为一体。与现有的焊头整体由同种材料制作而成的技术相比，我们可以选用比常用的高速钢更加耐磨的材料来制成所述摩擦头，然后将所述摩擦头通过原子扩散焊的方式与所述固定杆连成一体，从而得到用于与待焊接工件接触的部位更加耐磨的超声波金属焊接机用焊头。从而焊头寿命得到延长，焊接过中也不易粘工件，既能保证焊接效果良好，又能提高焊接效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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为本实用新型实施例一提供的上烟装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的上烟装置中负压调控装置与真空装置的连接示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的上烟装置中负压调控装置与真空装置的连接示意图。

具体实施方式中的附图标号说明：

焊头	100	固定杆	1
				摩擦头	2	焊接段	11
修频段	12	连接段	13
				凸块	111	安装螺纹孔	131
定位螺丝孔	121	焊齿	21

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本实用新型实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本实用新型实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

本实施例提供了一种用于超声波金属焊接机的焊头100。参见图1，所述焊头100包括结构对称的固定杆1和偶数个摩擦头2，偶数个所述摩擦头2对称的设置在所述固定杆1的周侧，所述摩擦头2与所述固定杆1由两种不同的金属材料制成，所述固定杆1由高速钢制成，所述摩擦头2由钨钴硬质合金制成，所述摩擦头2与所述固定杆1之间通过原子扩散焊连接成为一体。与现有的焊头100整体由同种材料制作而成的技术相比，我们可以选用比常用的高速钢更加耐磨的材料(钨钴硬质合金)来制成所述摩擦头2，然后将所述摩擦头2通过原子扩散焊的方式与所述固定杆1连成一体，从而得到用于与待焊接工件接触的部位更加耐磨的超声波金属焊接机用焊头100。从而焊头100寿命得到延长，焊接过中也不易粘工件，既能保证焊接效果良好，又能提高焊接效率。

本实施例中，参见图2，所述固定杆1具有连接段13和与所述连接段13相连的焊接段11；所述连接段13的背离所述焊接段11的一侧设有用于与变幅杆连接的安装螺纹孔131。具体的，所述连接段13成圆柱状，所述安装螺纹孔131位于所述连接段13的端面中央。

本实施例中，所述焊接段11的周侧的偶数个位置处分别沿着与所述连接段13的中轴线垂直的方向延伸出一凸块111，偶数个所述摩擦头2分别与偶数个所述凸块111连接为一体。具体的，参见图2，所述焊接段11呈扁平的板状，且所述凸块111和所述摩擦头2的数量为2个，也就是说，所述焊接段11的相对的两端分别沿着与所述连接段13的中轴线垂直的方向延伸出一凸块111，两个所述摩擦头2分别与两个所述凸块111连接为一体。

在一些其他的实施例中，所述凸块111和所述摩擦头2的数量可根据待焊工件的要求做出相应的调整，可以是4、6、8、10个等。

本实施例中，所述固定杆1还具有连接于所述连接段13与所述焊接段11之间的修频段12。具体的，参见图2，所述修频段12的厚度自与所述连接段13相连的一端向与所述焊接段11相连的一端逐渐减小。所述修频段12的作用在于，我们可以根据焊接需要对所述修频段12的形状进行修改以改变所述焊头100的固有频率，同时，又不影响到所述焊头100与变幅杆的连接和所述摩擦头2与待焊接工件之间的接触。

本实施例中，所述固定杆1的周侧设有定位螺丝孔121。具体的，所述定位螺丝孔121被设计在所述修频段12的周侧。所述定位螺丝孔121便于我们将所述焊头100准确的安装到超声波金属焊接机上。

本实施例中，参见图3，所述摩擦头2具有用于与待焊接工件接触的摩擦面，所述摩擦面具有多个焊齿21，多个所述焊齿21排列形状为直纹形。所述焊齿21的尺寸、数量及焊齿21之间的间隔长度均可根据待焊工件的要求做出相应的调整。

在一些其他的实施例中，多个所述焊齿21排列形状还可以为网纹形。

本实施例中，所述摩擦头2与所述固定杆1之间具有金属垫片(未图示)，所述金属垫片的膨胀系数介于所述固定杆1和所述摩擦头2的膨胀系数之间。在这里，所述金属垫片可通过真空喷涂或电镀的方法加在所述固定杆1或所述摩擦头2的焊接面上。在所述摩擦头2与所述固定杆1之间增设所述金属垫片的目的在于：所述金属垫片的作用于防止所述固定杆1和所述摩擦头2的接合处形成脆性中间金属，减少接合处线膨胀系数的差异；使所述固定杆1和所述摩擦头2之间的连接更加稳固。具体的，当所述固定杆1和所述摩擦头2的材质分别为高速钢制成和钨钴硬质合金时，所述金属垫片的成分可以选择为包含Ni和Fe，其中，Ni的成分含量为5-20w％，Fe的成分含量为80-95w％。

实施例二

本实施例提供了一种超声波金属焊接机。本实施例中，所述超声波金属焊接机包括实施例一提供的焊头100。显然的，本实施例提供的超声波金属焊接机也具有实施例一的有益技术效果，在此不再赘述。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (9)

1.一种用于超声波金属焊接机的焊头(100)，其特征在于，所述焊头(100)包括结构对称的固定杆(1)和偶数个摩擦头(2)，偶数个所述摩擦头(2)对称的设置在所述固定杆(1)的周侧，所述摩擦头(2)与所述固定杆(1)由两种不同的金属材料制成，所述摩擦头(2)与所述固定杆(1)之间通过原子扩散焊连接成为一体。

2.根据权利要求1所述的用于超声波金属焊接机的焊头(100)，其特征在于，所述固定杆(1)具有连接段(13)和与所述连接段(13)相连的焊接段(11)；所述连接段(13)的背离所述焊接段(11)的一侧设有用于与变幅杆连接的安装螺纹孔(131)。

3.根据权利要求2所述的用于超声波金属焊接机的焊头(100)，其特征在于，所述焊接段(11)的周侧的偶数个位置处分别沿着与所述连接段(13)的中轴线垂直的方向延伸出一凸块(111)，偶数个所述摩擦头(2)分别与偶数个所述凸块(111)连接为一体。

4.根据权利要求2所述的用于超声波金属焊接机的焊头(100)，其特征在于，所述固定杆(1)还具有连接于所述连接段(13)与所述焊接段(11)之间的修频段(12)。

5.根据权利要求1所述的用于超声波金属焊接机的焊头(100)，其特征在于，所述固定杆(1)的周侧设有定位螺丝孔(121)。

6.根据权利要求1所述的用于超声波金属焊接机的焊头(100)，其特征在于，所述摩擦头(2)具有用于与待焊接工件接触的摩擦面，所述摩擦面具有多个焊齿(21)，多个所述焊齿(21)排列形状为直纹形。

7.根据权利要求1所述的用于超声波金属焊接机的焊头(100)，其特征在于，所述固定杆(1)由高速钢制成，所述摩擦头(2)由钨钴硬质合金制成。

8.根据权利要求1所述的用于超声波金属焊接机的焊头(100)，其特征在于，所述摩擦头(2)与所述固定杆(1)之间具有金属垫片，所述金属垫片的膨胀系数介于所述固定杆(1)和所述摩擦头(2)的膨胀系数之间。

9.一种超声波金属焊接机，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的焊头(100)。

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