[发明专利]一种纵径耦合振动的一体式超声波滚焊工具头

说明书

本发明涉及超声波焊接技术，旨在提供一种纵径耦合振动的一体式超声波滚焊工具头。该工具头包括一体加工而成的端部圆盘结构和轴向变幅杆结构，整体轴向截面呈T形；在轴向变幅杆结构的末端设有带内螺纹的沉孔或带外螺纹的螺柱。本发明可实现与辅助滚轮的滚动接触，让两者实现线速度同步；从而避免了焊接过程中挤料的问题，进而可以在不同的材料厚度上可以实现更好的焊接密封。同步解决了挤料问题，两者之间便可以允许更大的焊接压力，在同振幅的情况下可以显著增大焊接速度。端部圆盘结构的径向表面上受到的冲击力不会直接作用至外部超声结构的换能器，大大降低了换能器损坏的风险。安装方便，可满足大多数焊接场景的使用。

技术领域

本发明属于超声波焊接技术，具体涉及用于超声滚动焊接装置的纵径耦合振动的一体式超声波滚焊工具头。

背景技术

超声波无纺布焊接与超声波塑料焊接原理类似，是对一些具有热塑性材料性质的化纤布料或含有化纤原料的混纺布料进行缝合(焊接)，可归类为超声波塑料焊接的一种。与传统缝衣机装配针、线及线轴进行缝合的技术相比，能够提高生产效率，且缝合花边外观、质量均有提高。其可应用于成衣花边、床套、枕头套、电视机套、汽车篷盖、沙发套、风衣、雨衣、鞋类、帽子、旅行袋、帐篷、包装袋、PVC手提袋、包装食品的薄膜、餐巾纸等缝合。在现代化的服装等加工业中具有广阔的应用前景。随着行业的发展，在一些特定的无纺布焊接领域，如尿不湿、女性卫生巾、口罩机等高速焊接领域对超声振动系统提出了一些新的更高要求：功率更大、焊速更高、焊面更大，焊质更高、焊接密封性更好。

传统无纺布焊接领域中通常由一个固定的超声焊接底模和一个旋转的滚轮对多层无纺布进行焊接。但是超声底模和辅助滚轮线存在行进速度的差异，会引起产品起皱、焊接密封性差等焊接质量问题，焊接速度也受限；同时焊接过程中，辅助滚轮对超声底模的纵作用力能直接传到至换能器，对换能器极易造成损伤。

如图1所示，传统无纺布焊接设备的超声波振动部分由超声波换能器111、变幅杆112和焊接工具头113通过螺栓同轴连接而成；该装置的固定装夹部分主要包括固定法兰121和固定法兰后盖122，固定法兰121和变幅杆112的法兰相连接。在使用前，焊接设备通过固定法兰121与外部安装支架进行固定。焊接过程中通过辅助滚轮131的旋转，带动无纺布的进料和出料；辅助滚轮131还需同时具有足够的刚度，以满足焊接过程中焊接工具头113施加的焊接压力。在该焊接设备中，焊接工具头113属于传统结构造型，呈扁平状，以其端部作为超声作用面。因此，焊接工具头113的超声作用方向是一个平面，辅助滚轮只能相对于超声面滑动。由于两者之间存在线速度的差异，在一定压力下会引起多层无纺布产品起皱、焊接密封性差等焊接质量问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种纵径耦合振动的一体式超声波滚焊工具头。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种纵径耦合振动的一体式超声波滚焊工具头，包括一体加工而成的端部圆盘结构和轴向变幅杆结构，整体轴向截面呈T形；在轴向变幅杆结构的末端设有带内螺纹的沉孔或带外螺纹的螺柱。

作为一种改进，在轴向变幅杆结构末端的外侧，设有扳手孔位。

作为一种改进，在轴向变幅杆结构的中部，在节点处的径向表面设有法兰，法兰上设若干螺栓安装孔。

作为一种改进，所述端部圆盘结构的端面中心设有凸起的外六方螺帽结构。

作为一种改进，所述端部圆盘结构的两个侧面具有环形的内凹部位。

作为一种改进，所述环形内凹部位的截面形状是下述的任意一种：折线、圆弧、幂函数曲线、指数曲线或余弦曲线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：