[实用新型]一种超声辅助的压印连接装置

说明书

本实用新型涉及超声辅助的压印连接装置，属压印连接领域。本实用新型包括冲头、下铆模、曲形架、可伸缩杆、超声波发生装置；所述冲头上端与外部压印系统连接，曲形架一端与冲头的侧壁焊接，另一端焊接于可伸缩杆的末端；可伸缩杆的顶端焊接有两块肋板，两块肋板上均开有彼此对应的螺纹通孔；超声波发生装置安装在可伸缩杆的顶端。本实用新型解决了对难变形材料进行压印连接时存在的开裂、变形困难、存在缝隙以及无冶金结合问题，还解决了铝合金焊接方法中铝激光焊的光束反射和等离子体屏蔽效应强烈，易产生裂纹，气孔，接头软化等缺陷问题，通过施加超声振动减小了冲头下压所受阻力，实现了机械‑冶金的组合连接，改善了接头的力学性能。

技术领域

本实用新型涉及一种超声辅助的压印连接装置，属于压印连接技术领域。

背景技术

随着轻量化技术的不断发展，铝合金等轻型材料在汽车行业的运用也越来越广泛，目前，对铝合金等轻型材料连接的技术主要包括激光焊，自冲铆接，压印连接等技术。传统的自冲铆接，压印连接属于机械冷成型技术，可实现同种或异种多层板材的有效链接，然而，他们在连接镁合金、高强钢等塑性差而强度高的材料时，存在着板材开裂、变形困难等严重问题；此外，自冲铆接，压印连接技术连接的板料之间仅仅形成了单一的机械连接，没有任何冶金连接形成，这使得接头力学性能处在较低水平；铝合金焊接方法中铝激光焊的光束反射和等离子体屏蔽效应强烈，易产生裂纹，气孔，接头软化等缺陷的问题，大大的降低了接头的力学性能。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种超声辅助的压印连接装置，用于解决传统自冲铆接，压印连接技术连接难变形材料时存在的开裂、变形困难和无冶金结合问题，以及解决激光焊中光束反射和等离子体屏蔽效应强烈，易产生裂纹，气孔，接头软化等缺陷的问题，本实用新型以压印连接技术为基础，向压印冲头下端上施加功率超声，从而达到减小冲头冲压阻力，软化难变形材料，形成机械-冶金复合连接的效果。

本实用新型技术方案是：一种超声辅助的压印连接装置，包括冲头1、下铆模4、曲形架5、可伸缩杆6、超声波发生装置12；所述冲头1上端与外部压印系统连接，曲形架5一端与冲头1的侧壁焊接，另一端焊接于可伸缩杆6的末端；可伸缩杆6的顶端焊接有两块肋板13；超声波发生装置12安装在可伸缩杆6的顶端的两块肋板13上。

进一步的，所述两块肋板13上均开有彼此对应的螺纹通孔，超声波发生装置12一端铰接于开槽凹端紧定螺钉14，通过调节超声波发生装置12的角度及可伸缩杆6的长度，可使冲头1侧壁与超声波发生装置12之间的夹角B在0°~180°的范围内可变。

进一步的，所述超声波发生装置12的超声波的功率为1～100kW，振幅为1～70μm。

进一步的，所述两块肋板13尺寸相同，且其上所开螺纹通孔位置对应，尺寸也相同，开槽凹端紧定螺钉14与两螺纹通孔配合使用。

进一步的，所述下铆模4为轴对称结构，下铆模4内的凹腔边缘由圆弧边A7、圆弧边B8、直线边9、圆弧边C10、圆弧边D11构成，圆弧边A7下端通过圆弧边D11与圆弧边B8过渡连接，圆弧边B8与直线边9通过圆弧边C10进行过渡连接。

进一步的，所述圆弧边C10的直径长度与下铆模4底部水平方向长度相等。

进一步的，所述圆弧边C10、圆弧边D11的半径均为2~3mm。

进一步的，所述直线边9水平方向的长度为下铆模4底部水平方向长度的0.55~0.7。

进一步的，所述圆弧边B8半径为直线边9的0.35~0.4。

本实用新型装置进行压印连接的使用过程为：

Step1、将需要进行压印连接的上板2和下板3充分靠近或者接触，通过相关模具的定位作用将组合的上下板放置在下铆模4上方；