[发明专利]提高野外超声波塑料焊接过程中焊接效果的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种塑料加工领域，尤其是一种提高野外超声波塑料焊接过程中焊接效果的方法及装置。

背景技术

超声焊接技术现已广泛应用于汽车制造、船舶、航空、电器、包装、玩具、电子、纺织等行业，已成功的实现了对ABS，PE、PS、PP、PMMA等多种塑料的焊接，还可实现塑料与玻璃、金属等多种材料之间的焊接。超声波应用于热塑性塑料焊接具有环保，节能，操作简便、焊接速度快，焊接强度高、生产效率高等优点。超声波作用于塑料会产生化学效应，提高聚合物间的相容性，因此，应用于聚合物的焊接可以提高焊接质量。虽然现在有一些小型的手持便携式超声焊接机，但是功率较小，焊头较小不能满足较大焊件焊接的需求。手持情况下，超声焊头施加给焊件的压力不稳定，造成焊接件的质量不稳定，且长时间手持情况比较耗费体力，超声装置离人体较近对人体会造成一定的损害。大型的超声塑料焊接机大多是固定的，不能实现俯仰转动和左右转动，尤其不适合野外和高空复杂工况下的塑料件焊接。当前，野外的塑料焊接很多还依赖热焊接，能耗较大，效率很低，完成一个焊接件往往需要数3分钟以上；且一些焊接件较大，现有的超声焊接装置很难满足需求。

发明内容

本发明的目的是：提供一种提高野外超声波塑料焊接过程中焊接效果的方法及装置，它操作灵活，适合野外和高空复杂工况下的塑料件焊接，且能耗低，效率高，应用效果好，焊接质量可靠稳定，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：提高野外超声波塑料焊接过程中焊接效果的方法，其特征在于：将超声换能器通过纵向转轴及横向转轴连接到升降台上，利用升降台来调整超声换能器的高度，利用纵向转轴及横向转轴来控制超声换能器的俯仰角度和左右角度，使超声换能器连接的焊头与待焊接件之间产生理想的接触和压力，从而提高焊接效果，适应野外作业要求。

野外超声波塑料焊接装置，包括升降台，在升降台上设有固定柱，在固定柱的顶部设有纵向转轴，在纵向转轴的下端设有纵向转轴锁紧装置，在纵向转轴的顶端连接有横向转轴，在横向转轴上设有锁紧装置，在横向转轴的前端连接有超声换能器，在超声换能器的前端设有变幅杆，在变幅杆的前端设有焊头；超声换能器与电源控制器连接。

固定柱为中空结构，纵向转轴的下端落入固定柱中，并可在固定柱中上下移动。

焊头的前端为圆柱形、方形或圆环形。焊头的形状根据焊接件的形状进行选择。

焊头的前端的面积为1200～5000mm²。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明采用在升降台上设置纵向转轴及横向转轴来安装超声换能器的方式，这样的方式可以调整高度焊头高度，并能灵活转动焊头角度，使焊头能施加给焊件稳定的压力，既保证了焊接的质量，与热焊接相比，其焊接速度提高5倍以上，焊接件的剥离强度提高10%以上，且焊接件的剥离强度波动小，稳定可靠；与现有的手持式超声焊接装置相比，焊接速度提高2倍以上，焊接件的剥离强度5%以上，且焊接件的玻璃强度波动明显减小。因此，焊接效率更高，焊接件的质量更好更稳定。本发明装置能耗低，结构简单，操作简单，使用效果好。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为附图1的侧视图。

具体实施方式

本发明的实施例：提高野外超声波塑料焊接过程中焊接效果的方法，其特征在于：将超声换能器通过纵向转轴及横向转轴连接到升降台上，利用升降台来调整超声换能器的高度，利用纵向转轴及横向转轴来控制超声换能器的俯仰角度和左右角度，使超声换能器连接的焊头与待焊接件之间产生理想的接触和压力，从而提高焊接效果，适应野外作业要求。

野外超声波塑料焊接装置的结构如图1所示，包括升降台1，在升降台1上设有固定柱2，在固定柱2的顶部设有纵向转轴4，固定柱2为中空结构，纵向转轴4的下端落入固定柱2中，并可在固定柱2中上下移动；在纵向转轴4的下端设有纵向转轴锁紧装置3，在纵向转轴4的顶端连接有横向转轴5，在横向转轴5上设有锁紧装置6，在横向转轴5与超声换能器8连接为一体，超声换能器8与电源控制器7连接；在超声换能器8的前端设有变幅杆9，在变幅杆9的前端设有焊头10，焊头10的前端为圆柱形，焊头10的前端的面积为3000mm²。

在使用时，先将升降平台1调整到需要的高度，再通过调整纵向转轴4及横向转轴5使超声换能器8的俯仰角度和左右角度达到适合位置，使得焊头10与焊接件能产生理想的接触和压力，开启电源控制器7，根据焊接件的需要选择对应的功率，焊头10将超声波传导至焊接件上，由于在两个焊接件接触处声阻大，因此产生局部高温使交界面熔化，实现焊接件的熔融焊接。