CN219211957U - 一种超声波焊接组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于超声波焊接技术领域，具体涉及一种超声波焊接组件，具有横向以及竖向，横向与竖向相互垂直，包括：谐振杆，所述谐振杆沿横向中心轴线延伸，并由竖向中心轴线一分为二，形成第一谐振杆以及第二谐振杆，所述第一谐振杆与所述第二谐振杆相连接；第一焊头，所述第一焊头沿竖向中心轴线延伸，所述第一焊头的一端与所述谐振杆相连接；以及第二焊头，所述第二焊头与所述第一焊头相对于所述谐振杆对称布设，所述第二焊头的一端与所述谐振杆相连接；本实用新型通过第一焊头与第二焊头对称结构设计，结合谐振杆对称设计，能够组成双推结构，使得整体的超声波焊接组件的输出的功率更高，以满足大功率焊接的应用场景。

Description

一种超声波焊接组件

技术领域

本实用新型属于超声波焊接技术领域，具体涉及一种超声波焊接组件。

背景技术

超声波焊接是通过超声波发生器将工频交流电转换成高频电能，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，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头，焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能实现焊接。

现有超声波全波焊头采用一体式的结构，由于焊头长度有限，振幅放大比相对较小，并且超声波的传递方向是水平方向，生产制造困难。例如专利文献CN210306223U公开了一种焊头组件，其中的焊头结构采用相对加紧的方式，在实际使用过程中接触面形成超声波的反射和损耗，并且焊头上连接加压部件，在焊接过程中受到加压部件重量的影响，焊头受力不均衡，在大功率焊接过程中容易导致待焊件受损，降低整体的焊接效果。

为此，有必要对现有的焊头结构进行改进，以克服在实际应用中所存在的不足。

实用新型内容

基于现有技术中存在的上述缺点和不足，本实用新型的目的之一是至少解决现有技术中存在的上述问题之一或多个，换言之，本实用新型的目的之一是提供满足前述需求之一或多个的一种超声波焊接组件。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种超声波焊接组件，具有横向以及竖向，横向与竖向相互垂直，包括：

谐振杆，所述谐振杆沿横向中心轴线延伸，并由竖向中心轴线一分为二，形成第一谐振杆以及第二谐振杆，所述第一谐振杆与所述第二谐振杆相连接；

第一焊头，所述第一焊头沿竖向中心轴线延伸，所述第一焊头的一端与所述谐振杆相连接；以及

第二焊头，所述第二焊头与所述第一焊头相对于所述谐振杆对称布设，所述第二焊头的一端与所述谐振杆相连接。

作为优选方案，所述谐振杆相对于横向中心轴向的两侧分别具有安装面。

作为优选方案，所述第一焊头与所述安装面以及所述第二焊头与所述安装面均为一体连接。

作为优选方案，所述第一焊头与所述安装面以及第二焊头与所述安装面均为可拆卸连接。

作为优选方案，所述第一谐振杆与所述第二谐振杆相对于竖向中心轴线对称分布。

作为优选方案，所述第一焊头的竖向长度以及所述第二焊头的竖向长度均为超声振动半波长的整数倍。

作为优选方案，所述第一谐振杆的横向长度以及所述第二谐振杆的横向长度均为超声振动半波长的整数倍。

作为优选方案，所述谐振杆上超声振动沿横向传递至所述第一焊头以及所述第二焊头，以使所述第一焊头以及所述第二焊头沿竖向呈弯曲摆动。

作为优选方案，所述第一焊头与所述第二焊头的弯曲摆动幅度相对于横向中心轴线对称。

作为优选方案，所述第一谐振杆与所述第二谐振杆上对称具有振动节点，所述振动节点为夹持部位。

本实用新型与现有技术相比，有益效果是：

本实用新型提供一种超声波焊接组件，通过第一焊头与第二焊头对称结构设计，第一焊头与第二焊头受力均衡且对称；结合谐振杆的对称设计，同时还可以组成双推结构，使得整体的超声波焊接组件的输出的功率更高，以满足大功率焊接的应用场景。

本实用新型提供一种超声波焊接组件，通过第一焊头以及第二焊头的竖向长度设计的更长，超声波在谐振杆上的横向振动会联动第一焊头和/或第二焊头在竖向呈现弯曲摆动状态，在焊接工件时，能够增加第一焊头或第二焊头与工件之间的摩擦效果，进而提高超声波焊接效果。

本实用新型提供一种超声波焊接组件，第一焊头或第二焊头分别与谐振杆通过可拆卸的连接方式，安装和拆卸焊头更加便捷，更换成本更低。

本实用新型提供一种超声波焊接组件，谐振杆对称设计，谐振杆上存在至少一对振动节点，通过双振动节点施加焊接压力，能够有效降低谐振杆在焊接过程中的弯曲形变，有利于超声的传递和焊接的可靠度。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的超声波焊接组件的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例的超声波焊接组件的正视图；

图3是本实用新型另一实施例的超声波焊接组件的正视图；

图4是本实用新型一实施例的超声波焊接组件的超声波振动曲线示意图；

图5是本实用新型一实施例的超声波焊接组件安装法兰示意图；

图中：11第一谐振杆、12第二谐振杆、13安装面、14法兰、21第一焊头、22第二焊头、a横向、1a超声波横向振动曲线、b竖向、1b焊头摆动曲线、1c振动节点。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例，如“根据本申请一些实施例”、“其它实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。另外，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本申请保护范围的限制。

如图1至图2所示，本实施例提供一种超声波焊接组件，具有横向a(图4中示出)以及竖向b(图4中示出)，横向a与竖向b相互垂直，包括谐振杆、第一焊头21及第二焊头22，其中谐振杆沿横向a中心轴线延伸，并由竖向b中心轴线一分为二，形成第一谐振杆11以及第二谐振杆12，第一谐振杆11与第二谐振杆12相连接；第一焊头21沿竖向b中心轴线延伸，第一焊头21的一端与谐振杆相连接；第二焊头22与第一焊头21相对于谐振杆对称布设，第二焊头22的一端与谐振杆相连接。

由于第一焊头21与第二焊头22的对称结构设计，相较于在一侧焊头连接质量块，对称布设的第一焊头21与第二焊头22的整体结构更加平衡。在超声波焊接过程中输出振幅更加稳定，承受的结构负载也更加均匀。

谐振杆相对于横向a中心轴向的两侧分别具有安装面13，通过安装面13与第一焊头21和/或第二焊头22相连接，第一焊头21以及第二焊头22远离谐振杆的一端为焊接面，通过谐振杆传递的超声波的振动能量能够充分且有效地传递到焊接面，焊接效率高，焊接效果好。

根据本申请的一些实施例，第一焊头21与谐振杆的安装面13以及第二焊头22与谐振杆的安装面13采用一体连接方式。第一焊头21与谐振杆以及第二焊头22与谐振杆共同通过一体成型工艺制造而成的一体件，需要说明的一体连接由同一毛坯或原材料，通过包括但不限于如机加工、铸造成型或增材制造等一体成型工艺成形的一体式结构。

根据本申请的一些实施例，如图3所示，第一焊头21以及第二焊头22分别与谐振杆为单独制造的部件，第一焊头21与安装面13以及第二焊头22与安装面13采用可拆卸连接方式。并通过如紧固件连接、焊接、螺栓连接等连接方式连接而成。

在一具体实施例中，当需要焊接时，将第一焊头21以及第二焊头22分别与谐振杆两侧的安装面13通过螺栓连接方式连接而成。当第一焊头21或第二焊头22发生磨损时，只需要通过将第一焊头21或第二焊头22分别与谐振杆拆卸即可。通过可拆卸的连接方式，安装和拆卸第一焊头21或第二焊头22更加便捷，更换成本更低。

根据本申请的一些实施例，第一谐振杆11与第二谐振杆12相对于竖向b中心轴线对称分布，第一谐振杆11以及第二谐振杆12的两端部分别安装一只换能器，组成双推结构，使得整体的超声波焊接组件的输出的功率更高，以满足大功率焊接的应用场景。

进一步地，第一谐振杆11的横向长度以及第二谐振杆12的横向长度均为超声振动半波长的整数倍，使得超声波传递更加稳定，能够保证超声波传递效果。

根据本申请的一些实施例，第一焊头21以及第二焊头22的构型为圆柱体，结构小巧，用材少，有利于节约成本，并且圆周对称结构，加工也更加方便。

在如前所述的一个或多个实施方式中，第一焊头21以及第二焊头22的构型还可以设计为正四方体、正六棱体或其它合适的规则体型。在其他一些合适的实施方式中，第一焊头以及第二焊头也可以设计为变截面的构型。

由于传统的焊头长度不够，焊头只能在竖向方向振动，进而实现焊头与工件之间的摩擦时力度不够，导致焊接效果比较差，达不到高要求的超声波焊接需求。

根据本申请的一些实施例，将第一焊头21的竖向长度以及第二焊头22的竖向长度均设置为超声振动半波长的整数倍，能够达到稳定超声波振动的效果，在超声波焊接过程中，可以提供稳定的超声波振动输出，提高焊接质量。

进一步地，谐振杆上超声波横向振动(图4中1a)沿横向a传递至第一焊头21以及第二焊头22，由于第一焊头21以及第二焊头22的竖向长度更长，当谐振杆的输出振动加大时，第一焊头21以及第二焊头22会沿竖向呈弯曲摆动状态(图4中1b)。由于超声波在谐振杆上的横向振动会联动第一焊头21和/或第二焊头22在竖向呈现弯曲摆动，在超声波焊接工件时，能够增加第一焊头21或第二焊头22与工件之间的摩擦效果，进而提高超声波焊接效果。

由于第一焊头21与第二焊头22的对称结构，使得在超声波焊接过程中第一焊头21与第二焊头22达到共振，第一焊头21与第二焊头22的弯曲摆动幅度相对于横向中心轴线对称。换言之，第一焊头21与第二焊头22的振动效果保持一致，当使用其中一个焊头焊接时，另一个焊头作为备用焊头使用，避免了因焊头损伤而重复更换焊头。

如图4至图5所示，第一谐振杆11与第二谐振杆12上对称具有振动节点1c，两个振动节点1c相对竖向中心轴线对称设置，振动节点1c为夹持部位，可在此夹持法兰14用于施加焊接压力，受力更均匀，能够有效降低谐振杆在焊接过程中的弯曲形变，有利于超声的传递和焊接的可靠度，提高焊接质量的稳定。

以上所述仅是对本实用新型的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种超声波焊接组件，具有横向以及竖向，横向与竖向相互垂直，其特征在于，包括：

谐振杆，所述谐振杆沿横向中心轴线延伸，并由竖向中心轴线一分为二，形成第一谐振杆以及第二谐振杆，所述第一谐振杆与所述第二谐振杆相连接；

第一焊头，所述第一焊头沿竖向中心轴线延伸，所述第一焊头的一端与所述谐振杆相连接；以及

第二焊头，所述第二焊头与所述第一焊头相对于所述谐振杆对称布设，所述第二焊头的一端与所述谐振杆相连接。

2.根据权利要求1所述的一种超声波焊接组件，其特征在于，所述谐振杆相对于横向中心轴向的两侧分别具有安装面。

3.根据权利要求2所述的一种超声波焊接组件，其特征在于，所述第一焊头与所述安装面以及所述第二焊头与所述安装面均为一体连接。

4.根据权利要求2所述的一种超声波焊接组件，其特征在于，所述第一焊头与所述安装面以及第二焊头与所述安装面均为可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的一种超声波焊接组件，其特征在于，所述第一谐振杆与所述第二谐振杆相对于竖向中心轴线对称分布。

6.根据权利要求1所述的一种超声波焊接组件，其特征在于，所述第一焊头的竖向长度以及所述第二焊头的竖向长度均为超声振动半波长的整数倍。

7.根据权利要求1所述的一种超声波焊接组件，其特征在于，所述第一谐振杆的横向长度以及所述第二谐振杆的横向长度均为超声振动半波长的整数倍。

8.根据权利要求1所述的一种超声波焊接组件，其特征在于，所述谐振杆上超声振动沿横向传递至所述第一焊头以及所述第二焊头，以使所述第一焊头以及所述第二焊头沿竖向呈弯曲摆动。

9.根据权利要求8所述的一种超声波焊接组件，其特征在于，所述第一焊头与所述第二焊头的弯曲摆动幅度相对于横向中心轴线对称。

10.根据权利要求1所述的一种超声波焊接组件，其特征在于，所述第一谐振杆与所述第二谐振杆上对称具有振动节点，所述振动节点为夹持部位。

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