[发明专利]一种超声振动辅助的滚压摩擦连接方法和装置

摘要

一种超声振动辅助的滚压摩擦连接方法和装置，其特征是所述的装置包括主轴系统（1）、滚轮（2）、XY工作台（3）、底座（4）、主控制系统（5）、Z轴电机（6）和超声振动系统（7）；所述的主轴系统（1）在Z轴电机（6）的带动下进行升降运动；所述的滚轮（2）安装在主轴系统（1）的执行末端，由主轴带动滚轮旋转；所述的主控制系统（5）控制XY工作台（3）运动、主轴系统（1）的升降、滚轮（2）的转速和超声振动系统（7）；所述的超声振动系统（7）安装在主轴系统上，能够促进塑化材料的流动，增强焊缝的可靠性；本发明采用超声振动辅助塑性材料的流动，能够增加焊接接头的可靠性，工序简单，实施容易，特别适用于电子集成器件壳体封装或者电池壳体的连接。

主权项

1.一种超声振动辅助的滚压摩擦连接方法，其特征是它包括以下步骤：（1）连接前准备工作；根据待连接壳体厚度和壳体的大小，在壳体（8）靠近内侧加工出一个壳体凸台（8‑1）和一个壳体阶梯槽（8‑2），在壳体盖板（9）边缘加工出一个壳体盖板凸台（9‑1），焊接前将壳体凸台（8‑1）、阶梯槽（8‑2）、壳体盖板凸台（9‑1）以及壳体盖板（9）边缘进行清洁；所述的壳体盖板（9）与壳体阶梯槽（8‑2）接触的棱边倒圆角，增大塑化材料的填充体积；（2）装配和装夹；将壳体盖板（9）装配在壳体的阶梯槽（8‑2）内，确保壳体盖板凸台（9‑1）边缘与阶梯槽（8‑2）边缘留有一定间隙，将装配好后的壳体（8）和壳体盖板（9）固定装夹在XY工作台（3）上，调整好滚轮（2）的初始位置；根据焊缝的位置，设置滚轮（2）的运动轨迹，根据壳体（8）的高度，设置滚轮（2）的下压高度，在主控制系统（5）中输入滚轮（2）的工艺参数，并同时输入超声振动的相关参数；（3）连接；启动装置，同时启动超声振动系统（7）和滚轮（2），高速转动的滚轮（2）在下降过程中接触到壳体凸台（8‑1）和壳体盖板凸台（9‑1），发生剧烈摩擦，产生大量热；在大量热的作用下，与滚轮（2）接触的部分和周围的材料发生塑化，塑化金属材料受到滚轮（2）下压过程中的不断挤压和超声振动能量的双重作用，被迫流向壳体阶梯槽（8‑2）与盖板（9）之间的间隙中，在流动的同时也进行了混合，直至充满整个间隙，待滚轮（2）离开之后，塑化金属材料冷却硬化成形，形成了接缝，从而将壳体（8）和壳体盖板（9）连接成一体；（4）完成连接；经过滚轮（2）的摩擦滚压后，壳体（8）和壳体盖板（9）连接在一起，完成了滚压摩擦连接。