[發明專利]一種超聲換能器裝置、變幅桿系統以及超聲焊接設備

在審

• 申請號: 201810215571.5
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108435522A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 雷廣偉
• 申請（專利權）人: 廣州市科普超聲電子技術有限公司
• 主分類號: B06B1/06
• 分類號: B06B1/06;B06B3/04
• 代理公司: 北京英特普羅知識產權代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅;劉強

本發明是一種能夠滿足超聲波大功率輸出的組合式超聲換能和焊接系統，具體涉及一種超聲換能器裝置、變幅桿系統以及超聲焊接設備；通過改進結構的超聲換能器裝置和變幅桿系統，它能夠根據實際超聲能源轉換需要設置超聲轉換單元的數量和位置，使用靈活可靠；通過安裝多組壓電陶瓷，以形成更強的超聲能量群，且提高了超聲模具接觸面積，使超聲能量更容易傳遞到超聲模具；本發明使超聲模具獲的更多的超聲能量，使焊接能量大大增強，很好地解決了因焊接面積大，焊接層數多時而超聲能量不足所造成的虛焊，焊接不牢等焊接問題，工作更加可靠穩定。

技術領域

本發明涉及超聲換能技術，尤其一種超聲換能器裝置、變幅桿系統以及超聲焊接設備。

背景技術

超聲波換能器目前主要的用途有：超聲清洗、超聲焊接、超聲治療、超聲檢測、超聲化學等等。其中超聲波清洗和超聲波焊接以及超聲化學對換能器功率要求較高，單個換能器振子需要有較大的功率容量。

換能器大功率工作時必須考慮多個極限，如電極限、機械極限以及熱極限等。換能器的電極限要求壓電片兩端所施加的電壓不能超過一定的值，防止壓電片因電壓過高而快速退極化甚至被擊穿。

超聲波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合，影響超聲波焊接質量的因素主要為焊接功率不足，超聲波輸出與模具接觸面積小，難以滿足大面積、多層工件的焊接需要，在實際操作中，現有的超聲波焊接設備容易出現虛焊和焊接不牢等問題，工作穩定性差，不能根據實際需要靈活調整輸出功率的上限。

發明內容

本發明的目的是提供一種超聲換能器裝置、變幅桿系統以及超聲焊接設備，它具有結構緊湊，工作可靠和高效穩定的優點。

本發明是這樣來實現的，一種超聲換能器裝置，其特征在于，它包括換能器前端蓋以及連接在換能器前端蓋上的若干個超聲轉換單元；所述超聲轉換單元至少包括壓電陶瓷片以及與壓電陶瓷片相連的電極片，超聲轉換單元還包括位于壓電陶瓷片上方的換能器后端蓋。

若干個壓電陶瓷片層疊排布，換能器后端蓋蓋合在壓電陶瓷片上方。

所述換能器后端蓋為蓋帽結構，且壓電陶瓷片和換能器后端蓋同軸設置。

優選的是：所述壓電陶瓷片和換能器后端蓋通過螺絲可拆卸地連接在換能器前端蓋上。

所述換能器前端蓋為柱狀、十字形、Y字形、球形、菱形、樹杈狀、多層球形、多層菱形或多層樹杈狀結構，換能器前端蓋上至少連接兩個超聲轉換單元。

本發明還記載了一種變幅桿系統，其特征在于，它包括上述結構的超聲換能器裝置，若干個超聲換能器系統安裝在調幅桿上。

優選的是：所述超聲換能器裝置通過換能器前端蓋可拆卸地與調幅桿相連。

所述調幅桿為柱狀、十字形、Y字形、球形、菱形、樹杈狀、多層球形、多層菱形或多層樹杈狀結構，該調幅桿至少連接有兩個超聲換能器裝置。

本發明還記載了一種超聲焊接設備，它包括焊接模具，其特征在于，它還包括上述結構的變幅桿系統，該變幅桿系統中調幅桿的超聲輸出端與焊接模具相連。

本發明的有益效果為：本發明是一種能夠滿足超聲波大功率輸出的組合式超聲換能和焊接系統；它包括改進結構的超聲換能器裝置和變幅桿系統，它能夠根據實際超聲能源轉換需要設置超聲轉換單元的數量和位置，使用靈活可靠；通過安裝多組壓電陶瓷，以形成更強的超聲能量群，且提高了超聲模具接觸面積，使超聲能量更容易傳遞到超聲模具；本發明使超聲模具獲的更多的超聲能量，使焊接能量大大增強，很好地解決了因焊接面積大，焊接層數多時而超聲能量不足所造成的虛焊，焊接不牢等焊接問題，工作更加可靠穩定。

附圖說明

圖1為本發明超聲換能器裝置第一種實施例的結構示意圖。