[发明专利]基于超声波驻场防止熔池下塌的发卡式接头焊缝控形系统

权利要求书

1.一种基于超声波驻场防止熔池下塌的发卡式接头焊缝控形系统，其特征在于，包括基座（6）、超声电源（7）、换能器（2）、变幅杆（3）、发卡式接头（1）、反射板（4）及激光器（5），其中，超声电源（7）与换能器（2）相连接，变幅杆（3）固定于换能器（2）上，变幅杆（3）的轴线垂直于反射板（4），发卡式接头（1）固定于基座（6）上，激光器（5）正对所述发卡式接头（1），发卡式接头（1）的轴线与变幅杆（3）轴线的延长线相交且相垂直；

换能器（2）发出的超声波经变幅杆（3）变幅后在变幅杆（3）与反射板（4）之间形成超声驻波场，激光器（5）发出的激光在发卡式接头（1）的顶部形成焊接熔池，发卡式接头（1）在超声驻波场的波节位置处利用驻波波节处的声压力实现超声对焊接熔池的双向压缩，以避免发卡式接头（1）存在熔池下塌的问题；

其中，发卡式接头（1）的上端面高于变幅杆（3）的轴线2~3mm。

2.根据权利要求1所述的基于超声波驻场防止熔池下塌的发卡式接头焊缝控形系统，其特征在于，设v为声信号在空气中的传播速度340m/s，f为换能器（2）的工作频率，λ为变幅杆（3）发出的声波波长，则有λ=v/f。

3.根据权利要求1所述的基于超声波驻场防止熔池下塌的发卡式接头焊缝控形系统，其特征在于，调节变幅杆（3）与反射板（4）之间的距离，使变幅杆（3）与反射板（4）之间的距离为变幅杆（3）所发出声波的半波长的整数倍，从而在变幅杆（3）与反射板（4）之间形成超声驻波场。

4.根据权利要求1所述的基于超声波驻场防止熔池下塌的发卡式接头焊缝控形系统，其特征在于，发卡式接头（1）为厚度为1mm-11mm的板材。

5.根据权利要求4所述的基于超声波驻场防止熔池下塌的发卡式接头焊缝控形系统，其特征在于，当发卡式接头（1）为厚度为1-5mm的板材时，换能器（2）发出的超声波的频率为15kHz、20kHz或30kHz，换能器（2）的功率为500-1000W。

6.根据权利要求4所述的基于超声波驻场防止熔池下塌的发卡式接头焊缝控形系统，其特征在于，当发卡式接头（1）为厚度为1-8mm的板材时，换能器（2）发出的超声波的频率为15kHz或20kHz，换能器（2）的功率为600-1200W。

7.根据权利要求4所述的基于超声波驻场防止熔池下塌的发卡式接头焊缝控形系统，其特征在于，当发卡式接头（1）为厚度为1-11mm的板材时，换能器（2）发出的超声波的频率为15kHz；换能器（2）的功率为1200-2500W。

8.根据权利要求1所述的基于超声波驻场防止熔池下塌的发卡式接头焊缝控形系统，其特征在于，当发卡式接头（1）的水平截面为矩形时，所述超声驻波场为一维单轴式结构；当发卡式接头（1）的水平截面为正方形时，所述超声驻波场为二维双轴式结构，且两个轴的轴线相垂直。