超聲波焊接單元及超聲波焊接機制造技術

本實用新型專利技術提供了一種超聲波焊接單元及超聲波焊接機，該超聲波焊接單元包括第一換能器，第二換能器以及焊頭，其中，所述第一換能器和所述第二換能器分別設置在所述焊頭的兩端；所述第一換能器的壓電極片和所述第二換能器的壓電極片成180度的相位角。本實用新型專利技術提供的超聲波焊接單元，采用雙換能器，雙端固定，由于兩個換能器的壓電極片成180度相位角，可以在運行時產生推拉的效果，即用推拉方式進行焊接。在不增加單個換能器額定功率的前提下，將焊接的輸出總功率提高一倍，以滿足更高的焊接應用要求，提高了焊接質量和效率，并改善了換能器的使用壽命。

Ultrasonic welding unit and ultrasonic welding machine

The utility model provides an ultrasonic welding unit and ultrasonic welding machine, the ultrasonic welding unit comprises a first transducer, transducer and second welding, among them, the first transducer and the second transducer are respectively arranged on both ends of the welding head; pressure electrodes of the first transducer and the second transducer pressure the electrode sheet into a phase angle of 180 degrees. The utility model provides the ultrasonic welding unit, dual transducer, double end fixed electrode two, due to the pressure transducer 180 degree phase angle, can produce a push-pull effect during operation, with sliding mode of welding. In the premise of not increasing the single transducer of the rated power, the output power of welding doubled, to meet the application requirements of higher welding, improve the welding quality and efficiency, and improve the service life of the transducer.

【技術實現步驟摘要】
超聲波焊接單元及超聲波焊接機
本技術涉及超聲波焊接領域，具體而言，涉及一種超聲波焊接單元及超聲波焊接機。
技術介紹
超聲波焊接是一種將超聲頻電源提供的電能轉換為高頻振動的機械能的超聲波焊接技術，而超聲波焊接單元是超聲波焊接技術中將電能轉化為機械能的關鍵器件。超聲波焊接單元通常包括換能器，調幅器和焊頭，其中換能器是整個焊接單元的核心，決定了超聲焊接的最大輸出功率及電聲轉換效率，調幅器和焊頭可以將能量傳遞到焊接工件。相關技術中的超聲波焊接單元如圖1所示，該超聲波焊接單元由換能器1、調幅器2和焊頭3組成，利用焊接單元的節點支撐固定，焊接工件4通過底模5支撐，在焊接單元的壓力和超聲的雙重作用下，實現焊接的效果。焊接單元的輸出功率由超聲換能器決定。相關技術中的超聲波焊接單元普遍采用此種超聲波焊接單元，由于換能器自身的能力限制，在焊接較大物件時輸出的功率有限，造成焊接困難或者換能器超載。相關技術中的解決方式是：在焊接較大部件時，增大換能器輸出功率，然而長時間在高功率輸出條件下工作容易造成換能器快速發熱，功率超載，嚴重影響能量轉換效率，從而影響焊接效果和換能器使用壽命。由于換能器額定功率的限制，在焊接某些大工件或者實現多層數焊接時，無法滿足相應的焊接要求。另外，相關技術中的超聲波焊接單元相對于焊接工件為單邊施加壓力，當焊接壓力增大時，該焊接單元自身的形變增大，易引起焊接工件受力不均，進而影響焊接效果，亦會造成焊接質量的不穩定。針對相關技術中的超聲波焊接單元在焊接較大工件時焊接效果差的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術實現思路
為解決上述問題，本技術提供一種超聲波焊接單元及超聲波焊接機。一方面，本技術提供了一種超聲波焊接單元，包括第一換能器，第二換能器以及焊頭，其中，所述第一換能器和所述第二換能器分別設置在所述焊頭的兩端；所述第一換能器的壓電極片和所述第二換能器的壓電極片成180度的相位角。優選地，所述焊頭為全波長焊頭。優選地，所述超聲波焊接單元還包括底模，用于支撐焊接工件。另一方面，本技術還提供了一種超聲波焊接機，所述超聲波焊接機包括如上所述的超聲波焊接單元。通過技術提供的技術方案，超聲波焊接單元包括第一換能器，第二換能器以及焊頭，其中，所述第一換能器和所述第二換能器分別設置在所述焊頭的兩端；所述第一換能器的壓電極片和所述第二換能器的壓電極片成180度的相位角。本技術提供的超聲波焊接單元，采用雙換能器，雙端固定，由于兩個換能器的壓電極片成180度相位角，可以在運行時產生推拉的效果，即用推拉方式進行焊接。在不增加單個換能器額定功率的前提下，將焊接的輸出總功率提高一倍，以滿足更高的焊接應用要求，提高了焊接質量和效率，并改善了換能器的使用壽命。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本技術的示意性實施例及其說明用于解釋本技術，并不構成對本技術的不當限定。在附圖中：圖1是相關技術的超聲波焊接單元的結構示意圖；圖2是根據本技術實施例提供的超聲波焊接單元的結構示意圖；圖3是如圖2中所示的兩個換能器的振幅波形示意圖。具體實施方式下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本技術。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。本技術提供了一種超聲波焊接單元，如圖2所示，超聲波焊接單元包括第一換能器6、第二換能器7和焊頭8，其中，第一換能器6和第二換能器7分別設置在焊頭8的兩端，即通過換能器6和換能器7在兩端支撐。如圖所示，焊接工件9由底模10固定。第一換能器6的壓電極片和第二換能器7的壓電極片成180度的相位角。第一換能器6和第二換能器7設計成180度相位角，即第一換能器6處在伸展狀態時第二換能器7在收縮狀態，反之亦然，從而在焊接過程中能夠產生推拉的效果。這樣，在焊接過程中，超聲波焊接單元對焊接工件9施加壓力的同時，換能器6和換能器7同時超聲作用，在不增加單個換能器額定功率的前提下，可以將焊接輸出總功率提高一倍，能夠滿足對大工件進行焊接的應用要求。在提高最大功率輸出的同時，保證換能器的正常使用壽命。作為一個較優的實施方式，焊頭8為全波長焊頭。焊接過程中，超聲波焊接單元相對于焊接工件雙邊施加壓力。雙邊固定的施力方式，能夠改善大壓力焊接時超聲波焊接單元的自身形變，保證焊接壓力更均勻有效地施加在焊接工件上，進而提高焊接質量。本實施例提供的超聲波焊接單元的工作原理是：換能器利用壓電材料的逆壓電效應，當在壓電材料兩極施加電壓時，材料本身產生形變。本實施例提供的超聲波焊接單元將第一換能器6和第二換能器7的壓電極片設計成180度的相位角，當同時對第一換能器6和第二換能器7施加同相位的交流電壓時，兩者所產生的振幅相位差為180度，此時，與第一換能器6和第二換能器7相對應的振動形變分別為伸展和收縮，第一換能器6和第二換能器7的輸出振幅表現為推和拉的雙重作用，如圖3所示，從而達到提高功率的效果。需要說明的是，本實施例提供的超聲波焊接單元主要應用于大工件焊接或多層金屬焊接機構中。通過上述實施例，本技術提供了一種超聲波焊接單元。超聲波焊接單元包括第一換能器，第二換能器以及焊頭，其中，所述第一換能器和第二換能器分別設置在焊頭的兩端。本技術提供的超聲波焊接單元，采用雙換能器，雙端固定，運行時第一換能器和第二換能器能夠達到一種推拉式的效果，從而在不增加單個換能器額定功率的前提下，可以將焊接輸出總功率提高一倍，以滿足更高的焊接應用要求，提高了焊接質量和效率，并改善了換能器的使用壽命。另一方面，本技術還提供了一種超聲波焊接機，該超聲波焊接機包括如上述實施例描述的超聲波焊接單元。對于大工件或多層工件的焊接而言，本技術提供的超聲波焊接機可以有效的解決單個換能器功率不足的問題，在提高焊接單元的總輸出功率的同時，保證換能器的正常使用壽命。通過雙端固定的焊接結構，可以改善焊接壓力的施力效果，提高焊接質量和系統穩定性。需要說明的是，這些技術效果并不是上述所有的實施方式所具有的，有些技術效果是某些優選實施方式才能取得的。以上所述僅為本技術的較佳實施例而已，并非用于限定本技術的保護范圍。凡在本技術的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本技術的保護范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超聲波焊接單元，其特征在于，包括第一換能器，第二換能器以及焊頭，其中，所述第一換能器和所述第二換能器分別設置在所述焊頭的兩端；所述第一換能器的壓電極片和所述第二換能器的壓電極片成180度的相位角。

【技術特征摘要】
1.一種超聲波焊接單元，其特征在于，包括第一換能器，第二換能器以及焊頭，其中，所述第一換能器和所述第二換能器分別設置在所述焊頭的兩端；所述第一換能器的壓電極片和所述第二換能器的壓電極片成180度的相位角。2.根據權利要求1所述的超聲波焊接...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉蕊，張紅申，戚春光，
申請(專利權)人：必能信超聲上海有限公司，
類型：新型
國別省市：上海,31