CN219986498U - 一种高精密金属焊接的微振动装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的目的是针对上述背景技术中存在的问题，提出一种高精密金属焊接的微振动装置，为焊件提供高频微振动，使焊接接口处快速产生微量的熔融态，使得焊件能够融合固定的同时，降低焊件的损耗，同时维持焊件本体形状。其技术方案要点是：包括用于夹持待焊金属件的夹具和用于带动所述夹具发生高频振动的高频微振动器，所述高频微振动器包括壳体以及内置于壳体中的定子模块、动子模块和控制器，定子模块相对于壳体固定设置，控制器控制所述动子模块相对于定子模块高频线性来回移动，形成动子模块的高频振动，壳体开设有振动通道，所述夹具通过贯穿振动通道的固定连接机构与动子模块相对固定连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及振动焊接技术领域，具体为一种高精密金属焊接的微振动装置。
背景技术
高精密金属的焊接相对于常规金属焊接具有更为严格的要求和标准，需要保持较为细小、平整的焊缝，需要维持焊接点附近部位不损害，同时保证焊接部位的牢固性。传统的焊接方式精密度较差，焊缝粗糙且牢固性差，对焊接点以及周围部分破坏较为严重，难以达到高精密金属对于焊接质量的要求。目前存在一种摩擦焊接技术，该技术在部分领域相对于传统的焊接方式具有无法替代的优势。摩擦焊接是指：被焊接的制件在压力下磨擦到一起直到生成的磨擦和剪切热量接触面达到充分熔融状态，当达到设定焊接深度时，相对运动停止，进入保压阶段焊缝冷却并固化。这种焊接方式接口强度相当于本体强度，焊缝更加细腻平整，对本体的破坏较小，但是现有的摩擦焊接由于焊件相对摩擦较为剧烈，导致接口处熔融量较大，对焊件本体的消耗程度较大，且在强度较高的摩擦中，焊件易在接口处发生形变，导致无法达到高精密金属的要求焊接质量。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述背景技术中存在的问题，提出一种高精密金属焊接的微振动装置，为焊件提供高频微振动，使焊接接口处快速产生微量的熔融态，使得焊件能够融合固定的同时，降低焊件的损耗，同时维持焊件本体形状。
为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：
一种高精密金属焊接的微振动装置，包括用于夹持待焊金属件的夹具和用于带动所述夹具发生高频振动的高频微振动器，所述高频微振动器包括壳体以及内置于壳体中的定子模块、动子模块和控制器，定子模块相对于壳体固定设置，控制器控制所述动子模块相对于定子模块高频线性来回移动，形成动子模块的高频振动，壳体开设有振动通道，所述夹具通过贯穿振动通道的固定连接机构与动子模块相对固定连接。
进一步优选地，动子模块包括线性振芯，线性振芯包括磁铁段和振动限制段；所述定子模块包括环绕线圈和用于维持所述线性振芯线性位移的限制座，环绕线圈环绕所述磁铁段外周设置，振动限制段套设于限制座中，限制座与壳体相对固定设置，控制器控制环绕线圈通电形成磁场，对线性振芯的磁铁段产生推力。
进一步优选地，环绕线圈的数量为两个，两个环绕线圈相对独立设置，且两个环绕线圈的绕卷方向相反，通过控制器控制两个环绕线圈分别通电形成相反的磁场，对线性振芯的磁铁段产生循环翻转的推力，带动线性振芯作线性往复运动产生振动效果。
进一步优选地，振动限制段包括上芯柱和下芯柱，上芯柱和下芯柱分别固定于磁铁段上下两端，上芯柱和下芯柱同轴心设置，固定连接机构连接至上芯柱或下芯柱；所述限制座包括上环座和下环座，上芯柱套设于上环座中，下芯柱套设于下环座中，上环座限制上芯柱仅做轴向运动，同时下环座限制下芯柱仅做轴向运动。
进一步优选地，上芯柱与上环座之间留有间隙，下芯柱与下环座之间留有间隙，上芯柱和下芯柱外壁均设置有永磁块，上环座和下环座内壁对应永磁块设置有磁板，永磁块与磁板同极相对设置，上芯柱和下芯柱分别以磁悬浮的方式维持在上环座和下环座中。
进一步优选地，壳体内部两端部分别设有上端座和下端座，线性振芯的两端部分别设置上弹簧件和下弹簧件，线性振芯上端与上端座之间留有空隙，线性振芯上端与上端座通过上弹簧件连接，线性振芯下端与下端座之间留有空隙，线性振芯下端与下端座通过下弹簧件连接。
进一步优选地，固定连接机构包括固定座和对接座，固定座固定连接线性振芯，对接座位于壳体外侧，所述夹具与对接座可拆卸对接，固定座由壳体内部穿过振动通道连接对接座。
与现有技术相比，采用了上述技术方案的高精密金属焊接的微振动装置，具有如下有益效果：
本方案基于电磁感应原理，通过线圈产生的磁场带动线性振芯发生线性平移，通过控制对线圈通电的变换，可以产生高频切换方向的磁场，致使线性振芯被高速往复推动，产生高频的微振动效果，从而带动夹具及待焊金属件发生高频微振动，夹具所夹持的待焊金属件与外部固定的金属件高频振动摩擦，使得接触面产生微量熔融金属，待熔融金属冷却凝固即完成焊接。本方案产生熔融金属量较小，在足以完成焊接的前提下，使得焊缝更细腻平整，产生较小量的熔融金属更易于打磨，对待焊金属件本体的损耗较小，且可以避免金属件本体在焊接处形变。
附图说明
图1为本实用新型高精密金属焊接的微振动装置实施例的结构示意图。
图2为本实施例中定子模块、动子模块的结构关系示意图。
图3为本实施例的工作方式示意图。
附图标记：1、夹具；2、高频微振动器；20、壳体；21、振动通道；22、上端座；23、下端座；24、上弹簧件；25、下弹簧件；3、控制器；4、线性振芯；40、磁铁段；41、上芯柱；42、下芯柱；5、定子模块；50、环绕线圈；51、上环座；52、下环座；6、永磁块；7、磁板；8、固定连接机构；80、固定座；81、对接座；9、待焊金属件；10、固定夹具。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步描述。
如图1-3所示的高精密金属焊接的微振动装置，包括用于夹持待焊金属件9的夹具1和用于带动夹具1发生高频振动的高频微振动器2，高频微振动器2包括壳体20以及内置于壳体20中的定子模块5、动子模块和控制器3，定子模块5相对于壳体20固定设置，壳体20侧壁开设有振动通道21。
壳体20内部两端部分别设有上端座22和下端座23，动子模块包括线性振芯4，线性振芯4包括磁铁段40和振动限制段，振动限制段包括上芯柱41和下芯柱42，上芯柱41和下芯柱42分别固定于磁铁段40上下两端，上芯柱41和下芯柱42同轴心设置，下芯柱42长度大于上芯柱41。
定子模块5包括两个环绕线圈50和用于维持线性振芯4线性位移的限制座，两个环绕线圈50相对独立设置，两个环绕线圈50均环绕磁铁段40外周设置，但两个环绕线圈50的绕卷方向相反。限制座包括上环座51和下环座52，上环座51靠近上端座22并与壳体20固定连接，下环座52靠近下端座23并与壳体20固定连接，上芯柱41套设于上环座51中，下芯柱42套设于下环座52中。上芯柱41上端部设有上弹簧件24，下芯柱42下端部设有下弹簧件25，上芯柱41上端与上端座22之间留有空隙，上芯柱41上端与上端座22通过上弹簧件24连接，下芯柱42下端与下端座23之间留有空隙，下芯柱42下端与下端座23通过下弹簧件25连接。
上芯柱41与上环座51之间留有间隙，下芯柱42与下环座52之间留有间隙，上芯柱41和下芯柱42外壁均设置有永磁块6，上环座51和下环座52内壁对应永磁块6设置有磁板7，永磁块6与磁板7同极相对设置，上芯柱41和下芯柱42分别以磁悬浮的方式维持在上环座51和下环座52中。通过磁铁同性相斥的限制作用，上环座51限制上芯柱41仅做轴向运动，同时下环座52限制下芯柱42仅做轴向运动，控制器3控制两个环绕线圈50分别通电形成相反的磁场，对线性振芯4的磁铁段40产生循环翻转的推力，带动线性振芯4作线性往复运动产生振动效果。
线性振芯4的下芯柱42超出下环座52向上延伸形成连接部，固定连接机构8包括固定座80和对接座81，固定座80固定连接在下芯柱42的连接部，对接座81位于壳体20外侧，夹具1与对接座81可拆卸对接，固定座80由壳体20内部穿过振动通道21连接对接座81。
本方案基于电磁感应原理，通过线圈产生的磁场带动线性振芯4发生线性平移，通过控制对线圈通电的变换，可以产生高频切换方向的磁场，致使线性振芯4被高速往复推动，产生高频的微振动效果，从而带动夹具1及待焊金属件9发生高频微振动，夹具1所夹持的待焊金属件9与外部固定的金属件(外部固定的金属件通过固定夹具10夹持固定)高频振动摩擦，使得接触面产生微量熔融金属，待熔融金属冷却凝固即完成焊接。
以上所述的技术方案是本实用新型的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种高精密金属焊接的微振动装置，其特征在于：包括用于夹持待焊金属件(9)的夹具(1)和用于带动所述夹具(1)发生高频振动的高频微振动器(2)，所述高频微振动器(2)包括壳体(20)以及内置于壳体(20)中的定子模块(5)、动子模块和控制器(3)，定子模块(5)相对于壳体(20)固定设置，控制器(3)控制所述动子模块相对于定子模块(5)高频线性来回移动，形成动子模块的高频振动，壳体(20)开设有振动通道(21)，所述夹具(1)通过贯穿振动通道(21)的固定连接机构(8)与动子模块相对固定连接。
2.根据权利要求1所述的高精密金属焊接的微振动装置，其特征在于：所述动子模块包括线性振芯(4)，线性振芯(4)包括磁铁段(40)和振动限制段；所述定子模块(5)包括环绕线圈(50)和用于维持所述线性振芯(4)线性位移的限制座，环绕线圈(50)环绕所述磁铁段(40)外周设置，振动限制段套设于限制座中，限制座与壳体(20)相对固定设置，控制器(3)控制环绕线圈(50)通电形成磁场，对线性振芯(4)的磁铁段(40)产生推力。
3.根据权利要求2所述的高精密金属焊接的微振动装置，其特征在于：所述环绕线圈(50)的数量为两个，两个环绕线圈(50)相对独立设置，且两个环绕线圈(50)的绕卷方向相反，通过控制器(3)控制两个环绕线圈(50)分别通电形成相反的磁场，对线性振芯(4)的磁铁段(40)产生循环翻转的推力，带动线性振芯(4)作线性往复运动产生振动效果。
4.根据权利要求2所述的高精密金属焊接的微振动装置，其特征在于：所述振动限制段包括上芯柱(41)和下芯柱(42)，上芯柱(41)和下芯柱(42)分别固定于磁铁段(40)上下两端，上芯柱(41)和下芯柱(42)同轴心设置，固定连接机构(8)连接至上芯柱(41)或下芯柱(42)；所述限制座包括上环座(51)和下环座(52)，上芯柱(41)套设于上环座(51)中，下芯柱(42)套设于下环座(52)中，上环座(51)限制上芯柱(41)仅做轴向运动，同时下环座(52)限制下芯柱(42)仅做轴向运动。
5.根据权利要求4所述的高精密金属焊接的微振动装置，其特征在于：所述上芯柱(41)与上环座(51)之间留有间隙，下芯柱(42)与下环座(52)之间留有间隙，上芯柱(41)和下芯柱(42)外壁均设置有永磁块(6)，上环座(51)和下环座(52)内壁对应永磁块(6)设置有磁板(7)，永磁块(6)与磁板(7)同极相对设置，上芯柱(41)和下芯柱(42)分别以磁悬浮的方式维持在上环座(51)和下环座(52)中。
6.根据权利要求3-5任意一项所述的高精密金属焊接的微振动装置，其特征在于：壳体(20)内部两端部分别设有上端座(22)和下端座(23)，线性振芯(4)的两端部分别设置上弹簧件(24)和下弹簧件(25)，线性振芯(4)上端与上端座(22)之间留有空隙，线性振芯(4)上端与上端座(22)通过上弹簧件(24)连接，线性振芯(4)下端与下端座(23)之间留有空隙，线性振芯(4)下端与下端座(23)通过下弹簧件(25)连接。
7.根据权利要求2所述的高精密金属焊接的微振动装置，其特征在于：所述固定连接机构(8)包括固定座(80)和对接座(81)，固定座(80)固定连接线性振芯(4)，对接座(81)位于壳体(20)外侧，所述夹具(1)与对接座(81)可拆卸对接，固定座(80)由壳体(20)内部穿过振动通道(21)连接对接座(81)。
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