一种超声波电源功率输出的减少焊接物表面变形装置

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种超声波电源功率输出的减少焊接物表面变形装置。

背景技术

超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40KHz电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头102。焊头102将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将塑料熔化。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜。线性振动摩擦焊接利用在两个待焊工件接触面所产生的摩擦热能来使塑料熔化。热能来自一定压力下，一个工件在另一个表面以一定的位移或振幅往复的移动。一旦达到预期的焊接程度，振动就会停止，同时仍旧会有一定的压力施加于两个工件上，使刚刚焊接好的部分冷却、固化，从而形成紧密地结合。

现有的超声波金属焊接电源在焊头和焊接物间接触面积小，压力太大，叠加高频振动，导致焊接完的物件表面容易出现变形，不平整，使得焊接后产品的质量降低。

因此，需要一种超声波电源功率输出的减少焊接物表面变形装置，解决现有技术中存在的焊头和焊接物间接触面积小，压力太大，叠加高频振动，导致焊接完的物件表面容易出现变形，不平整，使得焊接后产品的质量降低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超声波电源功率输出的减少焊接物表面变形装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超声波电源功率输出的减少焊接物表面变形装置，包括焊接机头，所述焊接机头外侧壁一侧设置有上下行装置，所述上下行装置内侧壁固定有焊头，所述焊头一端固定有上模齿纹，所述上下行装置底面设置有预施压板，所述预施压板底面靠近焊接机头一侧螺纹连接有若干均匀分布的的第二螺栓，所述第二螺栓尾端与所述上下行装置底面螺纹连接。

方案中需要说明的是,所述焊接机头顶面一侧设置有焊接下模，所述焊接下模顶面开设有定位槽，所述定位槽内侧壁底面固定有与所述上模齿纹相配合的下模齿纹。

进一步值得说明的是，所述焊接下模顶面两侧分别螺纹连接有对称分布的第一螺栓，所述第一螺纹尾端与所述焊接机头顶面一侧螺纹连接。

更进一步需要说明的是，所述预施压板顶面远离所述上下行装置一侧开设有镂空孔，所述镂空孔为矩形通孔。

作为一种优选的实施方式，所述焊接机头突出位置的顶面一侧固定有气缸，所述气缸的输出端活动穿过所述焊接机头顶面。

作为一种优选的实施方式，所述焊接机头外侧壁一侧开设有侧口，所述上下行装置穿过所述侧口，所述上下行装置远离焊头的一端位于所述焊接机头突出位置的内部，所述气缸输出端与所述上下行装置顶面一侧固定。

作为一种优选的实施方式，所述焊接机头底面两侧分别固定有对称分布的定位柱，所述定位柱圆柱形结构。

与现有技术相比，本发明提供的一种超声波电源功率输出的减少焊接物表面变形装置，至少包括如下有益效果：

(1)通过设置的气缸、上下行装置和预施压板，从而能够对焊接物二进行预施压，使其平整，同时便于对焊接物二的位置进行固定。

(2)通过设置的预施压板在焊接时可以把焊接物二边缘处压平，并固定焊接区域的四周，使其在高频振动时不会随意移动，避免焊接物二焊接边缘变形，形成褶皱，影响焊接质量。

(3)通过设置的预施压板，使得焊头与焊接物二的接触面积增大，避免了焊头和焊接物二接触面积小，压力变大，叠加高频振动，导致焊接完的物件表面容易出现变形，不平整，进而降低了焊接物的质量的问题。

(4)通过设置的预施压板下压深度大于或等于焊接物二的高度，使预施压板承受比焊接物二更高的压力，从而使得焊接物二焊接时压力更低，频率上升更小，输出功率更大。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体侧视结构示意图；

图3为本发明预施压板结构示意图；

图4为本发明上模齿纹结构示意图；

图5为本发明图1中A的局部放大结构示意图。

图中：

100、焊接机头； 101、上下行装置； 102、焊头；

200、上模齿纹； 201、定位槽； 202、下模齿纹；

300、焊接下模； 301、第一螺栓；

400、气缸；401、预施压板；402、第二螺栓；403、镂空孔；

500、定位柱。

具体实施方式

请参阅图1-5，本发明提供一种超声波电源功率输出的减少焊接物表面变形装置，包括焊接机头100，所述焊接机头100外侧壁一侧设置有上下行装置101，所述上下行装置101上固定有换能器和变幅器，所述换能器与超声波电箱电性连接，所述换能器与变幅器电性连接，所述变幅与焊头102连接，所述超声波电箱与电源处电性连接，所述上下行装置101内侧壁固定有焊头102，所述焊头102一端固定有上模齿纹200，所述上模齿纹200用于和下模齿纹202咬合摩擦熔化，实现焊接物二与焊接物一的焊接，所述上模齿纹200与所述镂空孔403的相对位置可以根据工艺需要进行调整，平行、嵌入和凸出均可，并且该部分的调整将影响到输出功率的大小，下模齿纹202受到的压力越小，超声波电箱的频率变化越小，输出功率越大，所述上下行装置101底面设置有预施压板401，所述预施压板401的厚度及刚性可根据需要施加的压力进行制作，所述预施压板401需承受气缸400施加到上下行装置101的绝大部分压力，减小焊头102和上模齿纹200所承受的压力，所述预施压板401对焊接物施加的焊接压力在使焊接物牢固焊接的条件下，越小越好，所述预施压板401底面靠近焊接机头100一侧螺纹连接有若干均匀分布的的第二螺栓402，所述第二螺栓402尾端与所述上下行装置101底面螺纹连接，通过设置的第二螺栓402，可根据该装置需要预施压的压力大小调节第二螺栓402垫片的厚度，该装置的连接不局限与图中所示连接方式，也可以是整体安装与上下行装置101，通过安装位置调节焊接时的预施压压力。

进一步地如图1所示，所述焊接机头100顶面一侧设置有焊接下模300，所述焊接下模300可根据焊接工艺拆卸调换，所述焊接下模300顶面开设有定位槽201，所述定位槽201内侧壁底面固定有与所述上模齿纹200相配合的下模齿纹202，所述下模齿纹202的面积大小、形状和深度等参数可根据焊接需求进行调整，所述下模齿纹202边缘需要保证平整，可使焊接时预施压板401压紧焊接物二，焊接时可使焊接物不发生位移，产生变形，具体大小需要根据焊接物及工艺进行调整。

通过设置的焊接下模300，便于将焊接物一放置在定位槽201上。

进一步地如图1所示，所述焊接下模300顶面两侧分别螺纹连接有对称分布的第一螺栓301，所述第一螺纹尾端与所述焊接机头100顶面一侧螺纹连接。

通过设置的第一螺栓301，使得焊接下模300的位置能够进行调整，便于适用与实际需求。

进一步地如图1所示，所述预施压板401顶面远离所述上下行装置101一侧开设有镂空孔403，所述镂空孔403的面积大小小于定位槽201的面积大小，所述镂空孔403为矩形通孔，所述镂空孔403的形状及面积大小可根据上模齿纹200及焊接物的大小进行适当调整。

通过设置的镂空孔403，使得上模齿纹200的齿能够与焊接物二之间形成连通空间，便于上模齿纹200对焊接物顶面进行固定。

本方案具备以下工作过程：对焊接物进行焊接时，首先将焊接物一放置在定位槽201内部，此时焊接物一处于下模齿纹202的表面上，此时焊接物一的顶面与焊接下模300顶面处于同一水平位置，将焊接物二放在焊接下模300的表面上，焊接物二的面积大于焊接物一的面积，调整焊接物二的位置，焊接物二底面焊接位置处与焊接物一顶面焊接处一一对应，通过启动气缸400，气缸400充气带动上下行装置101下移，上下行装置101下移带动预施压板401下移，通过控制气缸400的充气速度，使得预施压板401缓慢下移，直到预施压板401将焊接物挤压固定住，通过启动超声波电箱，超声波电箱发射超声波，通过换能器和变幅器的作用形成一定频率的超声波，此时超声波使得焊接物二发生微动，使得焊接物二底面与焊接物一顶面之间实现焊接。

根据上述工作过程可知：通过设置的气缸400、上下行装置101和预施压板401，从而能够对焊接物二进行预施压，使其平整，同时便于对焊接物二的位置进行固定。

通过设置的预施压板401在焊接时可以把焊接物二边缘处压平，并固定焊接区域的四周，使其在高频振动时不会随意移动，避免焊接物二焊接边缘变形，形成褶皱，影响焊接质量。

通过设置的预施压板401，使得焊头102与焊接物二的接触面积增大，避免了焊头102和焊接物二接触面积小，压力变大，叠加高频振动，导致焊接完的物件表面容易出现变形，不平整，进而降低了焊接物的质量的问题。

通过设置的预施压板401下压深度大于或等于焊接物二的高度，使预施压板401承受比焊接物二更高的压力，从而使得焊接物二焊接时压力更低，频率上升更小，输出功率更大。

进一步地如图1所示，所述焊接机头100突出位置的顶面一侧固定有气缸400，所述气缸400的输出端活动穿过所述焊接机头100顶面。

通过设置的气缸400，气缸400可以控制上下行装置101的动作，充气时，焊头102下降，放气时，焊头102提升，从而能够使得预施压板401同步进行移动，便于预施压板401对焊接物二边缘处进行施压固定。

进一步地如图1所示，所述焊接机头100外侧壁一侧开设有侧口，所述上下行装置101穿过所述侧口，所述上下行装置101远离焊头102的一端位于所述焊接机头100突出位置的内部，所述气缸400输出端与所述上下行装置101顶面一侧固定。

通过设置上下行装置101，使得预施压板401能够与气缸400输出端进行连接，便于预施压板401对焊接物二的位置进行限定，通过设置的侧口，使得上下行装置101能够进行上下移动，避免了焊接机头100突出位置对上下行装置101位置的阻挡。

进一步地如图3所示，所述焊接机头100底面两侧分别固定有对称分布的定位柱500，所述定位柱500圆柱形结构，所述定位柱500套接在操作台顶面的定位孔内。

通过设置的定位柱500，使得焊接机头100能够固定在操作台顶面上，便于对焊接机头100位置进行限定。

综上：对焊接物进行焊接时，首先将焊接物一放置在定位槽201内部，此时焊接物一处于下模齿纹202的表面上，此时焊接物一的顶面与焊接下模300顶面处于同一水平位置，将焊接物二放在焊接下模300的表面上，焊接物二的面积大于焊接物一的面积，调整焊接物二的位置，焊接物二底面焊接位置处与焊接物一顶面焊接处一一对应，通过启动气缸400，气缸400充气带动上下行装置101下移，上下行装置101下移带动预施压板401下移，通过控制气缸400的充气速度，使得预施压板401缓慢下移，直到预施压板401将焊接物挤压固定住，通过启动超声波电箱，超声波电箱发射超声波，通过换能器和变幅器的作用形成一定频率的超声波，此时超声波使得焊接物二发生微动，使得焊接物二底面与焊接物一顶面之间实现焊接。

气缸400可采用市场购置，在本领域属于成熟技术，已充分公开，因此说明书中不重复赘述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。