[实用新型]一种高效超声波金属焊接装置

说明书

一种高效超声波金属焊接装置，包括弯振变幅杆、弯振焊头、纵振变幅杆、紧固件和振动激励装置，振动激励装置与纵振变幅杆连接，纵振变幅杆通过紧固件与弯振变幅杆垂直相连，弯振变幅杆下端包括焊头锁紧口、振动耦合面、第一导连孔、第二导连孔和形变槽口，焊头锁紧口与弯振焊头同轴线连接，紧固件通过第一导连孔、第二导连孔与弯振变幅杆垂直连接，形变槽口同焊头锁紧口相串联，且贯穿分割弯振变幅杆下端位置，将弯振变幅杆下端的焊头锁紧口分割为具有形变空间的两部分，当形变槽口受到紧固件作用力而发生形变时，焊头锁紧口可以缩小至将锁紧端部夹持锁紧。本实用新型具有焊头更换便捷、更换后无需校调等优势，应用前景广阔。

技术领域

本实用新型涉及超声波焊接技术领域，特别涉及一种高效超声波金属焊接装置。

背景技术

超声波金属焊接是介于冷压焊和摩擦焊之间的一种工艺，焊接时，焊接压力通过焊头焊点垂直作用在焊接表面上，同时叠加着高频振动的剪切力，当剪切力超过材料弹性极限时，工件接触表面部分区域开始发生滑移，这个剪切力在焊接过程中以每秒钟几万次的频率不断地改变方向，破碎并清除工件表面的污物，纯净金属表面开始呈多点状接触，随着高频振动的延续，纯净金属接触面积不断扩大，直到扩展为整个焊接区，与此同时在接触面上发生原子扩散，金属再结晶生成细晶粒组织结构并且呈现金属冷变形的特性。

现有技术的超声波金属焊接装置，在焊接过程，焊头容易因加压位置和受压位置不在同一条直线上，而受到焊接端部压力的反作用力矩产生弯曲变形，这种弯曲变形不但会导致超声波的振动能量不能充分有效地传递到焊接工件的焊接处，降低焊接效率，还会导致被焊材料因受到较重的剪切力而发生破损，降低焊接品质和精度。

为了减小焊接反作用力矩对焊接的影响，现有技术超声波金属焊接装置整体结构设计的都比较复杂笨重，使得整体造价较高，此外，也具有多种弊端，例如：焊接工位空间狭小，一些工件会因无法避空而不能焊接；体积庞大，自动化配套困难；焊头制作耗材量大，制作工艺复杂，成本高昂；焊头的拆卸更换过程繁琐，而且更换以后，焊头焊点位置还会发生改变，需要重新校调等问题。

发明内容

为了解决现有技术超声波金属焊接装置的各种弊端，本实用新型脱离现有技术结构，提出了一种高效超声波金属焊接装置。

本申请的实施例可以通过以下技术方案实现：

一种高效超声波金属焊接装置，包括弯振变幅杆、弯振焊头、纵振变幅杆、紧固件和振动激励装置，所述弯振变幅杆顶部包括固定体，所述弯振变幅杆下端包括焊头锁紧口、振动耦合面、第一导连孔、第二导连孔和形变槽口，所述紧固件通过所述第一导连孔、所述第二导连孔，且与所述弯振变幅杆连接，在所述紧固件的外力作用下，所述形变槽口使得所述焊头锁紧口形变至夹紧所述弯振焊头，使得所述弯振焊头牢固地容置于所述焊头锁紧口内部；

所述焊头锁紧口设于所述弯振变幅杆底部端面的中部位置，所述焊头锁紧口的几何中轴线同所述弯振变幅杆的主轴线同轴，所述形变槽口同所述焊头锁紧口相串联，且贯穿分割所述弯振变幅杆的下端位置，将所述弯振变幅杆的下端位置连同所述焊头锁紧口分割为具有形变空间的两部分；

所述振动耦合面为平面结构，所述振动耦合面设在所述弯振变幅杆下端位置的外侧，且同所述弯振变幅杆的主轴线平行；

所述第一导连孔和所述第二导连孔分别设在所述焊头锁紧口的两侧位置，且所述第一导连孔和所述第二导连孔同轴，所述第一导连孔和所述第二导连孔的轴线垂直于所述振动耦合面，所述第一导连孔和所述第二导连孔包括无螺纹的通孔结构或有螺纹的通孔结构；

所述纵振变幅杆与所述紧固件连接，所述紧固件提供一定的预紧力，将所述纵振变幅杆压接在所述弯振变幅杆的振动耦合面上，使得所述纵振变幅杆的主轴线同所述弯振变幅杆主轴线垂直；

所述振动激励装置连接在所述纵振变幅杆的一端，所述振动激励装置包括超声波换能器或包括连接有变幅杆的超声波换能器，为整个装置提供超声波振动激励源。