[發明專利]用于超聲波焊頭機械振動的靜態檢測方法

有效

• 申請號: 201911182561.7
• 申請日: 2019-11-27
• 公開（公告）號: CN111006755B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 賈力偉;劉愷
• 申請（專利權）人: 核工業理化工程研究院
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 天津市宗欣專利商標代理有限公司 12103
• 代理人: 馬倩

本發明公開了一種用于超聲波焊頭機械振動的靜態檢測方法，檢測方法包括：（ⅰ）連接裝置，檢測參數；（ⅱ）超聲振動參數判定，并根據判定結果對振動系統進行調整；（ⅲ）復核檢測。本發明提供了一種用于超聲波焊頭機械振動的靜態檢測方法，可在機械振動系統的非工作狀態下進行檢測，在振動測試過程中無需啟動由換能器、變幅桿及焊頭組成的超聲振動系統，也無需對超聲振動系統進行外部激勵，即可對焊頭的固有頻率、系統阻抗、品質因數等關鍵參數進行檢測，避免傳統加速度傳感器測試方法對系統參數的影響，實現系統的靜態參數測量。

技術領域

本發明屬于機械振動參數檢測領域，具體涉及一種用于超聲波焊頭機械振動的靜態檢測方法。

背景技術

超聲波金屬焊接是一種快速、清潔和經濟的焊接技術，被廣泛應用于各種自動化行業。它是介于冷壓焊接和摩擦焊接之間的一種工藝，利用高頻機械振動產生的高密度能量進行焊接。超聲波發生器是一個變頻裝置，它將工頻電流轉變為超聲波頻率(16～80KHz)的振蕩電流，換能器則利用逆壓電效應轉換成彈性機械能，變幅桿用來放大振幅，并通過焊頭傳遞到工件。換能器、變幅桿、焊頭及夾持機構共同組成一個振動系統。該振動系統中各構件的固有頻率需按同一頻率(16～80KHz)設計。當發生器的振蕩電流頻率與振動系統固有頻率一致或者接近時，系統即產生了共振或亞共振并向工件傳遞彈性振動能。當工件在壓力及彈性振動能量的共同作用下，將彈性振動能量轉變成為工件間的摩擦功、形變能和熱能，就會在短時間內(0.1～1s)實現工件間的焊接。

根據機械振動原理，為保證焊接效果和振動參數可控性，焊頭應工作在亞共振區。但是焊頭實際的振動參數很難實現在線檢測，在其振動工作參數發生變化時，不但嚴重影響焊接效果，更可能導致焊頭開裂、變幅桿變形、或換能器燒毀等設備損壞。一套合理可行的焊頭機械振動參數檢測方法顯得尤為重要。公知技術中對振動機械設備進行振動參數檢測時，多采用加速度傳感器連接振動測試系統進行在線檢測。在測試過程中加速度傳感器需吸附在振動零部件上，且需在設備運行條件下或在施加外部激勵條件下進行。但對于超聲振動系統而言，焊頭尺寸和質量通常較小，如果將加速度傳感器吸附在焊頭上進行在線檢測，傳感器對焊頭的附加質量將嚴重影響測試結果，產生較大的測試偏差。另外，加速度傳感器在線檢測將影響焊頭的振動參數，影響焊頭能量輸出，進而影響焊接質量。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中存在的缺點而提出的，其目的是提供一種用于超聲波焊頭機械振動的靜態檢測裝置及檢測方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種用于超聲波焊頭機械振動的靜態檢測方法，包括以下步驟：

（?。┻B接裝置，檢測參數

將阻抗測試儀與超聲振動系統的換能器接線進行連接，使用阻抗測試儀檢測超聲振動系統的超聲振動參數；

所述超聲振動參數包括系統阻抗值、固有頻率及品質因數；

（ⅱ）超聲振動參數判定

若超聲振動參數檢測值正常，則進行焊接操作；

若阻抗值偏高，則通過調整超聲振動系統中變幅桿上的固定擋圈的方法對系統阻抗值進行調整；

若固有頻率不在規定數值范圍內，則更換換能器或者重新加工振動傳導零部件；

（ⅲ）復核檢測

重新檢測步驟（ⅱ）超聲振動系統的超聲振動參數，參數落入允許范圍內則進行焊接操作，否則重復步驟（ⅱ）操作。

在上述技術方案中，所述調整超聲振動系統中變幅桿上的固定擋圈的方法包括：（?。└鼡Q不同材料的固定擋圈；（ⅱ）調整固定擋圈的安裝松緊程度。

在上述技術方案中，所述固定擋圈的材料為鋁合金管或橡膠材料。