[实用新型]金属磁致伸缩材料与金属外壳的连接结构

说明书

本实用新型涉及一种金属磁致伸缩材料与金属外壳的连接结构。

金属磁致伸缩材料是具有显著磁致伸缩效应的、可将电能转换为机械能或将机械能转换为电能的磁性金属材料。

超声波通常是由一定频率的电磁波经换能器转换而来，它在清洗领域有着广泛的应用。目前，超声清洗设备主要有槽式的和探头式的。这两种超声清洗设备均存在体积较大，操作不灵活的缺点。为此，发展出了一种小型的投入式超声清洗振子；如中国专利（ZL01256025.1）公布的一种移动式家用超声仪，其采用压电陶瓷换能器振子进行设计，由于压电振子采用电压驱动，其在水中的电绝缘性成为了限制该超声振子应用的主要障碍。磁致伸缩振子采用电流驱动，是设计能在水中工作的清洗换能器振子的理想选择。

磁致伸缩换能器振子通常是由带有窗口的磁致伸缩材料、缠绕在其上的绝缘线圈、以及将这两部分与工作介质隔绝的保护外壳组成。其中，为了减小涡流发热，磁致伸缩材料通常是由彼此绝缘的片材堆叠而成。由于外壳将磁致伸缩材料振动端与工作介质隔绝，外壳除了起到保护作用外，还得起到传振即传递超声波的作用。这样，外壳与磁致伸缩材料振动的主要输出端的连接问题显得至关重要。如果连接面中间存在较多的气隙，则超声波能量在气隙中将会严重损失，使得输出的超声波能量较小；如果连接面不牢，在实际工作中外壳很有可能发生脱落。通常，待连接的金属磁致伸缩材料端面具有一定的面积，其理想的连接方式是将磁致伸缩材料待连接端面与金属外壳完整、致密地连接在一起。其连接通常可采取如下方法：第一，通过环氧树脂等有机粘接剂将磁致伸缩材料和保护外壳连接在一起；不过，由于不同材料之间声学性质存在差异，特别是粘接剂和金属之间声学性质差别更大，使得超声波在传播过程中存在较大损失，这种损失随着材料发热而引起的温度的升高而更加显著。因此，直接用有机粘接剂粘接不是连接磁致伸缩材料与保护外壳的一种好方法。第二，真空钎焊，真空钎焊是焊接小型换能器振子一种较好的方法，不过，其设备投入大，焊接效率较低，生产成本高。第三，点焊。点焊通过几个点的焊接实现金属磁致伸缩材料与外壳之间的连接，其端面的结合不是完整的面与面之间的结合，之间存在较大的气隙，因而超声能量损失严重，传振效果不佳。

本实用新型的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种金属磁致伸缩材料与金属外壳的连接结构，以便于对金属磁致伸缩材料与金属外壳实现低成本、高效率、高质量的连接。

按照本实用新型提供的技术方案，金属磁致伸缩材料与金属外壳的连接结构包括金属外壳和金属磁致伸缩棒，其特征是：金属外壳上设有连接孔，连接孔形状与金属磁致伸缩棒连接端部形状相同，连接孔的大小小于金属磁致伸缩棒连接端部的大小。金属磁致伸缩棒的连接端部紧贴金属外壳上的连接孔边缘处，金属磁致伸缩棒的连接端面上焊接堆焊层，堆焊层的边缘与连接孔内侧面焊接，使得金属外壳和金属磁致伸缩棒连接成一体。

进一步的，连接孔形状为圆形或矩形。

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：

本实用新型结构简单、紧凑，合理；实现了金属磁致伸缩材料待连接端面与金属外壳完整的面结合，除了少数焊接缺陷之外，无明显气隙或未结合处，从而使得传振效果更好；与真空钎焊相比，本实用新型的成本低，效率高；与粘接结合相比，本实用新型结合牢固，传振效果好，超声能量损失小。

图1为本实用新型结构示意图。

附图标记说明：1‑金属外壳、2‑金属磁致伸缩棒、3‑连接孔、4‑堆焊层。

下面本实用新型将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1所示，本实用新型主要包括金属外壳1和金属磁致伸缩棒2，金属外壳1上设有连接孔3，连接孔3形状与金属磁致伸缩棒2连接端部形状相同，连接孔3的大小小于金属磁致伸缩棒2连接端部的大小。

金属磁致伸缩棒2的连接端部紧贴金属外壳1上的连接孔3边缘处，金属磁致伸缩棒2的连接端面上焊接堆焊层4，堆焊层4的边缘与连接孔3内侧面焊接，使得金属外壳1和金属磁致伸缩棒2连接成一体。

所述连接孔3形状为圆形或矩形。

本实用新型结构简单、紧凑，合理；实现了金属磁致伸缩材料待连接端面与金属外壳完整的面结合，除了少数焊接缺陷之外，无明显气隙或未结合处，从而使得传振效果更好；与真空钎焊相比，本实用新型的成本低，效率高；与粘接结合相比，本实用新型结合牢固，传振效果好，超声能量损失小。