[發明專利]用于超聲波金屬焊接機的焊頭及其制作方法

在審

• 申請號: 202010155130.8
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN113351980A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 焦奇方;王蓓;肖將楚
• 申請（專利權）人: 深圳長城開發科技股份有限公司
• 主分類號: B23K20/10
• 分類號: B23K20/10;B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛;李闖

一種用于超聲波金屬焊接機的焊頭及其制作方法。所述焊頭包括結構對稱的固定桿和偶數個摩擦頭，偶數個所述摩擦頭對稱的設置在所述固定桿的周側，所述摩擦頭與所述固定桿由兩種不同的金屬材料制成，所述摩擦頭與所述固定桿之間通過原子擴散焊連接成為一體。與現有的焊頭整體由同種材料制作而成的技術相比，我們可以選用比常用的高速鋼更加耐磨的材料來制成所述摩擦頭，然后將所述摩擦頭通過原子擴散焊的方式與所述固定桿連成一體，從而得到用于與待焊接工件接觸的部位更加耐磨的超聲波金屬焊接機用焊頭。從而焊頭壽命得到延長，焊接過中也不易粘工件，既能保證焊接效果良好，又能提高焊接效率。

技術領域

本發明涉超聲波金屬焊接技術領域，具體涉及超聲波金屬焊接機，更具體而言，涉及一種用于超聲波金屬焊接機的焊頭及其制作方法。

背景技術

超聲波金屬焊接利用高頻振動波傳遞到需焊接的金屬表面，在加壓的情況下，使兩個金屬表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。優點在于快速、節能、熔合強度高、導電性好、無火花、接近冷態加工。因此，超聲波金屬焊接機在金屬焊接領域得到了廣泛的應用。

超聲波金屬焊接機主要組件包括超聲波發生器、換能器、焊頭三部分，超聲波發生器、換能器、焊頭依次連接，并通過機架進行固定。超聲波焊接機在工作時通過超聲波發生器將50/60赫茲電流轉換成15、20、30或40KHz電能。被轉換的高頻電能通過換能器再次被轉換成為同等頻率的機械運動，隨后機械運動通過換能器上的變幅桿裝置傳遞到焊頭上。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部，在該區域，振動能量被通過摩擦方式轉換成熱能，將要焊接的工件表面熔化，進而可使兩個工件焊接在一起。在進行超聲波金屬焊接的過程中，焊頭會直接作用在焊件表面，在焊件表面進行摩擦。這就導致焊頭磨損程度大、使用壽命短、更換頻率高，致使焊頭成為超聲波焊接機中最易耗損部件之一。同時，焊頭的損壞會直接影響待焊工件的焊接質量，例如，超級電容器、電池等鋁質外殼待焊工件的超聲波焊接，因鋁質偏軟、熔點較低，磨損的焊頭因表面粗糙而更易粘鋁、破壞待焊工件，導致產品焊接失效、甚至報廢。另外，焊頭的頻繁更換無疑會降低焊接工序的實施效率。

為解決上述問題，現有的做法是在由高速鋼制成的焊頭的需要與待焊接工件接觸摩擦的表面鍍鈦來增加焊頭的耐磨性。然而，在實際應用中，焊頭表面的鍍鈦層會隨使用次數的增加而逐漸被磨損，當焊頭表面的鍍鈦層被磨損后，會導致焊接質量明顯下降。

為此，我們亟需設計一種新型的用于超聲波金屬焊接機的焊頭和超聲波金屬焊接機，以解決上述技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種耐磨損、壽命長、不粘工件的用于超聲波金屬焊接機的焊頭，使用所述焊頭既能保證焊接效果良好，又能提高焊接效率。

本發明所要解決的另一個技術問題是提供一種具有上述的焊頭的超聲波金屬焊接機。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供一種用于超聲波金屬焊接機的焊頭，所述焊頭包括結構對稱的固定桿和偶數個摩擦頭，偶數個所述摩擦頭對稱的設置在所述固定桿的周側，所述摩擦頭與所述固定桿由兩種不同的金屬材料制成，所述摩擦頭與所述固定桿之間通過原子擴散焊連接成為一體。

在本發明提供的用于超聲波金屬焊接機的焊頭中，所述固定桿具有連接段和與所述連接段相連的焊接段；所述連接段的背離所述焊接段的一側設有用于與變幅桿連接的安裝螺紋孔。

在本發明提供的用于超聲波金屬焊接機的焊頭中，所述焊接段的周側的偶數個位置處分別沿著與所述連接段的中軸線垂直的方向延伸出一凸塊，偶數個所述摩擦頭分別與偶數個所述凸塊連接為一體。

在本發明提供的用于超聲波金屬焊接機的焊頭中，所述固定桿還具有連接于所述連接段與所述焊接段之間的修頻段。

在本發明提供的用于超聲波金屬焊接機的焊頭中，所述固定桿的周側設有定位螺絲孔。