[發(fā)明專利]用于超聲波焊機(jī)的超聲夾頭變幅桿

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480010127.X
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號(hào): CN105073328B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉列爾莫·科托
• 申請（專利權(quán)）人: 必能信超聲公司
• 主分類號(hào): B23K20/10
• 分類號(hào): B23K20/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 董敏,王艷江

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2014年2月21日提交的美國專利申請No.14/186,327的優(yōu)先權(quán)并且還要求于2013年2月25日提交的美國臨時(shí)申請No.61/768,719的權(quán)益。上述申請的全部公開內(nèi)容通過參引并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及超聲波焊機(jī)，并且更具體地涉及用于超聲波焊機(jī)的夾頭變幅桿。

背景技術(shù)

本部分提供了與本公開內(nèi)容相關(guān)的背景技術(shù)信息，這些背景技術(shù)信息不一定是現(xiàn)有技術(shù)。

圖1中示出了典型的超聲波金屬焊接設(shè)備100的模型。超聲波金屬焊接設(shè)備100的典型部件包括超聲換能器102、擴(kuò)震器104以及超聲變幅桿106。如由超聲波焊接領(lǐng)域中的技術(shù)人員通常理解的，超聲變幅桿是將機(jī)械能從超聲換能器傳遞至工件的金屬桿。超聲變幅桿的長度通常是在驅(qū)動(dòng)變幅桿的超聲換能器共振的共振頻率下的波長的二分之一。來自電源101的處于20KHz至60KHz的頻率的電能通過超聲換能器102轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。在超聲換能器102中轉(zhuǎn)換的機(jī)械能通過擴(kuò)震器104和變幅桿106傳遞至焊接負(fù)載(比如兩個(gè)金屬件112、114)。擴(kuò)震器104和變幅桿106執(zhí)行傳遞機(jī)械能的功能以及通過增益系數(shù)轉(zhuǎn)換來自超聲換能器102的機(jī)械振動(dòng)的功能。

在變幅桿稍端件110上產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)是執(zhí)行將金屬焊接在一起的任務(wù)的動(dòng)作。變幅桿稍端件110可以由碳化鎢或其他高強(qiáng)度硬質(zhì)材料制成。待焊接在一起的金屬件112、114鄰近于變幅桿稍端件110而放置。變幅桿稍端件110與待焊接的頂部金屬件112相接觸。在圖1的實(shí)施方式中，變幅桿106包括兩個(gè)變幅桿稍端件110，其中一個(gè)變幅桿稍端件110與頂部金屬件112相接觸。變幅桿106的軸向震動(dòng)現(xiàn)在變?yōu)橄鄬?duì)于頂部機(jī)械件112的剪切震動(dòng)。剪切震動(dòng)被傳遞至頂部金屬件112，使得其相對(duì)于底部金屬件114前后移動(dòng)，從而使兩個(gè)金屬件的表面在待加熱的焊接接合面處彼此抵接，最終焊接在一起。底部金屬件114放在焊接氈座120上。應(yīng)當(dāng)理解的是這種超聲波焊機(jī)可以用于將多個(gè)金屬箔層——比如若干層鋁箔或銅箔——焊接在一起。

類似的設(shè)備用在將塑料件超聲焊接在一起。原理上的差異在于超聲變幅桿以在塑料件中產(chǎn)生豎向振蕩的方式振蕩。也就是說，超聲變幅桿引起了塑料件相對(duì)于彼此的振蕩壓縮/減壓，從而使塑料件的表面在待加熱的焊接接合面處彼此抵接，最終焊接在一起。

超聲波焊機(jī)例如公開在美國專利No.5,658,408“Method for Processing Workpieces by Ultrasonic Energy”(用于通過超聲能量加工工件的方法)、美國專利No.6,868,205“Anti-Splice Welder”(“反拼接焊機(jī)”)、以及美國專利公開No.2008/0054051的美國專利“Ultrasonic Welding Using Amplitude Profiling”(“使用振幅調(diào)整的超聲波焊接”)中。前述文獻(xiàn)的全部公開內(nèi)容通過參引并入本文。

超聲變幅桿是超聲波焊機(jī)的關(guān)鍵部件。在金屬和塑料膜與纖維的超聲波焊接中，超聲變幅桿是磨損部件，因?yàn)槌曌兎鶙U的與正在被焊接的工件相接觸的稍端隨著時(shí)間磨損。這需要的是定期更換超聲變幅桿，這為超聲波焊接工藝增加了成本，因?yàn)槌曌兎鶙U是相對(duì)昂貴的部件。為了減小該成本，某些超聲變幅桿具有可替換的稍端件。一種類型的可替換稍端件具有具有外部接觸部和從外部接觸部延伸的螺柱，該螺柱被擰緊至位于超聲變幅桿的端部中的螺紋孔中以將可替換的稍端件緊固至超聲變幅桿。在另一類型中，超聲變幅桿的端部具有從其向外突出的柱，可替換的稍端件配裝在該柱上。柱的端部是帶螺紋的，并且之后將前部螺母抵靠可替換的稍端件的前表面擰緊在柱的帶螺紋的端部上，以將可替換的稍端件緊固至超聲變幅桿的端部。

發(fā)明內(nèi)容

本部分提供了本公開內(nèi)容的概述，而不是其全部范圍或其所有特征的全面公開。