[发明专利]超声波焊接装置

说明书

本发明涉及一种超声波焊接装置，该超声波焊接装置包括固定在助力器(12)上的超声波发生器(1)，助力器(12)又被固定到在其上固定有头部(2)的转换器(13)上，其特征在于包括围绕超声波发生器(1)设置的外套管(3)，超声波发生器(1)和外套管(3)一起限定用于加压空气的循环的环形腔室(4)，环形腔室(4)在其前端(31)中具有锯齿状开口，用于输出加压空气并冷却超声波发生器(1)，其中所述外套管(3)在头部(2)上具有可轴向移动的后部(32)，在紧邻焊接区域的周边区域中形成压板，在超声波发生器(1)的末端(11)与所述待焊接零件接触之前，该压板‑由于可压缩装置(51)的作用‑对待焊接零件(P1，P2)施加压力。

发明对象

本发明涉及一种超声波焊接装置，特别是用于焊接塑料零件的装置。该装置由超声波发生器、助力器和转换器组成，适用于连接到搬运装置、作动器或机械臂，将其移至焊点进行焊接操作，该装置还与一个固定和冷却头连接。

本发明主要提供了一种装置，该装置配有适当的装置，在非常靠近焊点的周边区域向待焊接零件施加正面压力，以便消除零件之间多余的间隙；并且在零件形成后，还可以有效冷却超声波发生器和焊缝。

技术领域

本发明适用于超声波焊接塑料

背景技术

汽车等多个行业通常用超声波焊接塑料；其中一个待连接的零件具有一组钻孔，穿过这些孔的螺柱位于第二个零件上。焊接前，将这两个待焊接零件重叠在一起。进行焊接操作时，超声波发生器相对于中空塑料螺柱沿轴向移动，使塑料熔化并压缩，在第一个零件上形成螺柱头或铆钉，以免任一零件松动掉落。

配备多个点焊超声波发生器的盒式焊机用于同时进行多个焊接，且焊缝构造完全相同。

更换待焊接零件需要更改模型，并为每个模型重新配置焊机。

本发明也被称为更为灵活的超声波焊接装置，具有机械臂，只需修改坐标即可更改模型。

在使用该焊接装置时，通常会出现以下两个问题：

·第一个问题是超声波发生器和焊缝的适当冷却问题，即其效率问题；

·第二个问题是待连接零件的正确定位问题，以免零件之间出现多余的间隙。

对于第一个问题，即超声波发生器冷却问题，共有以下几个先例可供借鉴：

专利US3438428描述了一种将振动工具保持在受控温度的方法。为实现该方法，通过超声波发生器将此类振动工具用于焊接塑料。为了进行上述温度控制，在超声波发生器中安装了一根管道，冷却液外部循环回路的进液口和出液口与该管道连接。

专利US6691909涉及一种以超声波焊接加工零件的装置和方法，可降低超声波焊接过程中超声波发生器的附着力。文件US6691909还提出了一种用于超声波发生器的内部冷却系统，与US3438428中提出的系统类似。

文件EP1000732描述了一种利用超声波焊接树脂固定元件的装置，还提出了形成一条空气通道，该通道位于超声波发生器的某一部分，其中一个用途是注入空气，用于冷却焊接区域。

上述先例存在一些缺点：通过超声波发生器内部管道的空气发生投射，可使熔融材料出现气泡或长丝，从而导致焊缝存在缺陷；另外，这种投射并非特别有效，因为超声波发生器在熔融材料上向前移动会使熔融塑料堵塞内孔，阻碍了超声波发生器内部的空气循环以及空气从末端或前端排出，同时极度升高了超声波发生器的温度。

对于第二个问题，即待焊接零件的定位问题，众所周知的解决方案是使用与焊接装置分离的外部搬运装置将零件固定在较为远离焊接区域的区域中