[实用新型]超声波焊接单元及超声波焊接机

说明书

技术领域

本实用新型涉及超声波焊接领域，具体而言，涉及一种超声波焊接单元及超声波焊接机。

背景技术

超声波金属焊接是利用超声频率的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法。相关技术中，在压紧金属焊接工件的同时，利用超声波快速的振动摩擦，促进金属材料内部原子快速运动，从而产生固态结合反应。金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将框框振动能量转变为工作间的摩擦功、形变能及有限的温升。因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象。

图1为相关技术中的超声波焊接机，图2为如图1中所示的超声波焊接机的超声波焊接单元，如图所示，超声波焊接单元10安装在超声波焊接机上，超声波焊接单元10包括超声波换能器11，调幅器12以及金属焊头13。工作时，通过向调幅器12施加压力来实现对焊接工件施压的目的，同时金属焊头13在超声波换能器11的驱动下，对焊接工件进行焊接。综上可知，相关技术中的超声波焊接单元采用的是侧面加压的焊接方式，由于在加压过程中，加压的位置和焊接的位置不在同一条直线上，导致金属焊头受到焊接工件的反作用力，而产生弯曲形变，如图2所示。

上述这种微小的形变会对超声波焊接效率产生很大的影响，导致超声波的振动能量不能完全地(足够地)传递到焊接工件里。

因此，为了满足焊接效果，相关技术中不得不通过加大振幅维持焊接效果。然而，大振幅的超声波振动会使焊头产生大的应力集中，进而导致焊头开裂、超声波换能器内部零件开裂等现象，同时也会对焊接工件产生较大破损，难以保证焊接工件的焊接质量。

针对相关技术中，由于超声波焊接单元的焊头易产生形变而难以保证焊接工件的焊接质量的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的实施方式提供一种超声波焊接单元及超声波焊接机。

一方面，本实用新型提供一种超声波焊接单元，包括：

焊头，所述焊头包括焊头本体和焊接部；

超声波换能器，为所述焊头提供超声波驱动；

其中，所述焊头本体通过所述焊接部向焊接工件施加压力，夹紧所述焊接工件；

所述焊头本体的施力方向和所述超声波换能器的振动方向垂直，所述焊头本体的施力方向与所述焊接部的轴向平行。

优选地，还包括：

调幅器，一端与所述焊接部连接，另一端与所述超声波换能器连接。

优选地，还包括：

共振件，所述共振件设置在所述焊接部的一侧，且与所述调幅器对称设置在所述焊接部的两侧。

优选地，所述焊接部上设置有开口，所述开口内设置有连接件，所述调幅器和所述共振件通过所述连接件对称地固定在所述焊接部两侧。

优选地，所述焊头本体的两侧对称地设置有凹槽，用于将所述超声波焊接单元安装至所述超声波焊接机。

优选地，所述焊头本体为四方体。

优选地，所述焊头本体的施力方向与所述焊接部的轴向在同一直线上。

优选地，根据所述焊头的振动模态的波长设置所述焊接部的长度。

优选地，所述焊头本体和所述焊接部为一体成型。

另一方面，本实用新型还提供一种超声波焊接机，包括如上所述的超声波焊接单元。

通过实用新型提供的技术方案，超声波焊接单元包括：焊头，所述焊头包括焊头本体和焊接部；超声波换能器，为焊头提供超声波驱动；其中，所述焊头本体通过所述焊接部向待焊接工件施加压力，夹紧待焊接工件；所述焊头本体的施力方向和所述超声波换能器的振动方向垂直，所述焊头本体的施力方向与所述焊接部的轴向平行。本实用新型中，焊头本体的施力方向与焊接部的轴向平行，使焊头在焊接过程中不会发生弯曲变形，同时焊头本体的施力方向与超声波换能器的振动方向垂直，可以确保焊接过程中焊接工件始终受到稳定的摩擦驱动，通过小振幅的超声波驱动即能满足焊接要求，保证焊接质量，降低对焊头的磨损量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据相关技术的超声波焊接机的结构示意图；

图2是根据相关技术的超声波焊接单元的结构示意图；

图3是根据本实用新型优选实施例的超声波焊接单元的结构示意图；

图4是如图3所示的超声波焊接单元的部分结构示意图；