[发明专利]用于改善金属材料性能的高频振动焊接系统及方法

权利要求书

1.用于改善金属材料性能的高频振动焊接系统，包括上位机、信号发生器、功率放大器、高频激振器、高频振动能量放大与传递装置、加速度传感器、冷却模块；上位机控制信号发生器输出幅值和频率均能够独立且连续可调的正弦激振信号；正弦激振信号经功率放大器输入到高频激振器；

高频振动能量放大与传递装置安装在高频激振器运动部件的激振台面上，高频振动能量放大与传递装置包括用于安装高频振动焊接工件的工作台、固定在激振台面上的安装台以及连接工作台和安装台的连杆；连杆的截面面积小于工作台的截面面积，且小于安装台的截面面积；

加速度传感器安装于工作台的上表面，加速度传感器的输出端口与电荷放大器的输入端口连接，电荷放大器的输出端口与示波器的输入端口连接；示波器与上位机连接；

小尺寸工件通过阶梯型安装块装夹于高频振动能量放大与传递装置的工作台，小尺寸工件被压紧于阶梯型安装块的上平台与工作台之间，阶梯型安装块的下平台通过螺钉压紧于工作台。

2.如权利要求1所述的用于改善金属材料性能的高频振动焊接系统，其特征在于：冷却模块包括进水口、冷却水通道和出水口。

3.如权利要求1所述的用于改善金属材料性能的高频振动焊接系统，其特征在于：焊接室安装于焊接室支撑装置，焊接室支撑装置安装于焊接室基础上；高频激振器安装于高频激振器基础上。

4.如权利要求1所述的用于改善金属材料性能的高频振动焊接系统，其特征在于：弹簧元件用于支撑安装高频振动焊接工件的工作台。

5.如权利要求1所述的用于改善金属材料性能的高频振动焊接系统，其特征在于：加速度传感器为压电式加速度传感器。

6.使用高频振动焊接系统改善金属材料性能的方法包括以下步骤：

(1)、制造高频振动能量放大与传递装置，高频振动能量放大与传递装置包括用于安装高频振动焊接工件的工作台、固定在激振台面上的安装台以及连接工作台和安装台的连杆；连杆的截面面积小于工作台的截面面积，且小于安装台的截面面积；

(2)、制造阶梯型安装块，阶梯型安装块包括上平台与下平台，小尺寸工件被压紧于阶梯型安装块的上平台与工作台之间；阶梯型安装块上平台的下表面与阶梯型安装块下平台的下表面之间的距离小于小尺寸工件的厚度；

(3)、将用于高频振动焊接的小尺寸工件装夹在工作台；将加速度传感器安装在工作台；安装台固定在高频激振器的激振台面上，安装台与工作台通过连杆相连接；焊接室安装于焊接室支撑装置，焊接室支撑装置安装于焊接室基础上；高频激振器安装于高频激振器基础上；接通上位机与信号发生器之间的信号连线；接通信号发生器与功率放大器之间的信号连线；接通功率放大器与高频激振器之间的信号连线；接通加速度传感器与电荷放大器之间的信号连线；接通电荷放大器与示波器之间的信号连线；接通示波器与上位机之间的信号连线；接通上位机、信号发生器、功率放大器、高频激振器、电荷放大器、示波器的电源；启动冷却模块；

(4)、通过扫频法确定信号发生器输出的高频振动焊接的激振频率；

(5)、切断电荷放大器、示波器的电源；拆下安装在工作台上的加速度传感器；缓慢调节功率放大器的增益旋钮使得功率放大器输出恒定的电流，驱动高频激振器对小尺寸工件进行高频振动焊接处理。