[发明专利]一种超声波金属焊接装置及其工作方法

权利要求书

1.一种超声波金属焊接装置，其特征在于，包括机架、焊接底座、自动焊接装置和全波三联组；所述自动焊接装置包括电机、丝杠、滑轨、夹持装置和压力传感器，所述电机和其下方的所述丝杠相连，所述滑轨安装在所述机架内部，电机控制器通过控制所述电机来调节所述夹持装置在所述滑轨上的行程；所述全波三联组包括依次相连的超声波振子、焊头和变幅器，所述超声波振子、焊头和变幅器通过螺纹相连，所述超声波振子的第一端与超声波发生器相连，所述超声波振子的第二端与所述焊头的第一端相连，所述焊头的第二端和所述变幅器相连；所述超声波振子和所述焊头之间夹持有第一阻尼片，所述焊头和所述变幅器之间夹持有第二阻尼片，第一固定钢圈组夹持固定所述第一阻尼片，第二固定钢圈组夹持固定所述第二阻尼片，所述第一固定钢圈组和第二固定钢圈组与所述全波三联组均不接触；所述夹持装置包括左部和右部，所述左部用于夹持所述第一固定钢圈组，所述右部用于夹持所述第二固定钢圈组；所述第一固定钢圈组包括通过螺栓固定在所述第一阻尼片上的超声波振子固定钢圈和第一焊头固定钢圈，所述第二固定钢圈组包括通过螺栓固定在所述第二阻尼片上的变幅器固定钢圈和第二焊头固定钢圈；所述第一阻尼片和第二阻尼片用于消减所述全波三联组的径向振动；所述压力传感器安装在所述丝杠上，能够检测焊接装置焊接时的压力，且当所述压力达到一定值时开始发超声，同时增加压力，实现压力分段；所述焊接底座包括固定底座和可更换底模；所述固定底座安装在所述机架上，并位于所述焊头正下方；所述可更换底模通过卡扣与所述固定底座相连。

2.如权利要求1所述的超声波金属焊接装置，其特征在于，所述超声波金属焊接装置包括通过螺栓固定安装在所述机架上的气压调节装置，所述气压调节装置包括调节阀、气压表和进气口；气体通过所述进气口进入焊接设备，所述调节阀用于调节输入气压的压力值，所述压力值显示在所述气压表上。

3.如权利要求1所述的超声波金属焊接装置，其特征在于，所述电机通过螺栓安装在所述机架上端；所述电机用于带动所述丝杠转动，从而使所述夹持装置在所述滑轨上移动。

4.如权利要求1所述的超声波金属焊接装置，其特征在于，所述焊头为一个全波长的谐振金属装置，其由经真空热处理的含钒元素钢材制成，其谐振频率为20KHz。

5.如权利要求1所述的超声波金属焊接装置，其特征在于，所述第一阻尼片和第二阻尼片是由含铍元素的合金钢制成，调频为40KHz的工作频率。

6.一种如权利要求1所述的超声波金属焊接装置的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、根据工件尺寸，选择适合焊接件的可更换底模，使用卡扣将可更换底模固定在固定底座上；

(2)、将工件放置在可更换底模上，根据工件的厚度调节电机行程；

(3)、按下焊接键，电机通过夹持装置带动全波三联组向下移动，当压力传感器检测到压力达到设定值后，超声波发生器发出超声信号使超声波振子振动，从而带动焊头和变幅器振动，同时增加压力，实现压力分段，焊头与工件摩擦，实现金属焊接，当焊头接触工件时，电机停止转动；

(4)、焊接完成时，电机转动，带动全波三联组向上移动离开工件，更换工件后进行下一个焊接动作。