超声波焊接机的制作方法

本实用新型涉及超声焊接技术领域，尤其涉及一种超声波焊接机。

背景技术：

超声波焊接机主要用于热塑性塑料的二次焊接，相比其他传统工艺(如胶粘、电烫合或螺丝紧固等)，超声波焊接具有生产效率高、焊接质量好、环保又节能等优点。

现有技术的超声波焊接机包括：机体以及用于承载待焊接工件的底座，其中，机体主要包括：发生器、换能器、控制部分以及连接在换能器底端的焊接头；底座位于焊接头的下方，发生器用于产生高压电波，换能器用于将发生器产生的高压电波转换成机械振动，经过传递、放大，使机械振动达到焊接头表面。在焊接时，首先将待焊接工件放置在底座上，然后使焊接头向下移动，通过焊接头对待焊接工件进行焊接，在加压的情况下，待焊接工件的上下两部分之间由于分子间摩擦，上下两部分的接口表面温度升高，当温度达到待焊接工件本身的熔点时，上下两部分接口处迅速熔化，继而将上下两部分焊接在一起，完成焊接。

然而，由于现有技术在焊接时，工件所处的整个焊接环境的压强与外部环境压强一致，容易导致产品焊接后，在高温环境下使用时，产品内部空气热胀而导致工件外壳变形的情况出现，导致产品使用异常。

技术实现要素：

为了解决背景技术中提到的至少一个问题，本实用新型提供一种超声波焊接机，可避免焊接好之后的工件在高温环境下使用时工件外壳变形的问题出现。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种超声波焊接机，包括机体以及用于承载待焊接工件的底座；所述机体包括换能器以及连接在所述换能器底端的焊接头，所述底座位于所述焊接头的下方，还包括密封罩设在所述焊接头外围的且与所述焊接头相对固定的密封罩，所述密封罩的底端具有开口，焊接时，所述开口与所述底座密封贴合，以使所述待焊接工件处于密闭腔体内，且所述密封罩上具有抽气孔，以使所述密闭腔体可形成为负压腔。

本实用新型的超声波焊接机，由于焊接头的外围密封罩设有密封罩，且密封罩的底端具有开口，在焊接时，密封罩的底端开口与底座密封贴合，以使焊接件处于密闭腔体内，同时通过在密封罩上设置抽气孔，以使密闭腔体可形成负压腔，也就是说，使待焊接工件在负压环境下进行焊接，因此，焊接好之后的工件的内部气压小于外部大气压强，从而当焊接好之后的工件在高温环境下使用时，工件也不会膨胀变形，即，有效避免了工件外壳变形的情况出现。

在本实用新型的一实施例中，所述抽气孔上穿设有负压管；

所述负压管的一端与所述密封罩的内腔连通，所述负压管的另一端与气缸连通，所述气缸用于通过所述负压管吸收所述密闭腔体内的空气，以使所述密闭腔体形成为所述负压腔。

在本实用新型的一实施例中，所述密封罩上还设置有气压表，所述气压表用于显示所述密闭腔体内的压强。

在本实用新型的一实施例中，所述焊接头通过法兰连接在所述换能器的底端；

所述密封罩的顶端密封连接在所述法兰上。

在本实用新型的一实施例中，所述底座上设有用于对所述待焊接工件进行定位的定位结构。

在本实用新型的一实施例中，所述定位结构包括设置在所述底座上的定位下模，所述定位下模上形成有可容置所述待焊接工件的且与所述待焊接工件相匹配的定位凹腔；

所述焊接头的底端连接有与所述定位下模相匹配的焊接上模；

所述焊接上模的中轴线与所述定位下模的中轴线位于同一竖直线上。

在本实用新型的一实施例中，所述底座上具有密封件，所述密封件设置在所述定位下模的外侧，焊接时，所述密封罩与所述密封件密封贴合。

在本实用新型的一实施例中，所述密封件为围设在所述定位下模外侧周向上的密封圈，所述密封圈的形状与所述密封罩的底端开口的形状相匹配。

在本实用新型的一实施例中，所述焊接上模可拆卸地连接在所述焊接头的底端。

在本实用新型的一实施例中，所述定位下模通过胶体粘接在所述底座上。

本实用新型的构造以及它的其他目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一实施例提供的超声波焊接机的整体结构示意图；

图2为图1中I处的结构放大图；

图3为图1对应的侧视图；

图4为本实用新型一实施例提供的超声波焊接机的底座、密封件以及定位结构的整体结构示意图；

图5为图4对应的俯视结构图；

图6为本实用新型一实施例提供的超声波焊接机的底座、密封件的俯视结构图。

附图标记说明：

1—机体；

100—升降调节螺丝；

11—换能器；

10—法兰；

101—上法兰盘；

102—下法兰盘；

103—螺栓；

12—焊接头；

121—焊接上模；

2—工作台；

21—底座；

211—第二定位部；

212—第三定位部；

3—支柱；

4—定位结构；

40—定位下模；

401—定位凹腔；

5—密封件；

6—密封罩；

60—底端；

61—抽气孔；

62—负压管；

63—气压表。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型创造的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。

在本实用新型创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

超声波焊接机主要用于热塑性塑料的二次焊接，相比其他传统工艺(如胶粘、电烫合或螺丝紧固等)，超声波焊接具有生产效率高、焊接质量好、环保又节能等优点。

现有技术的超声波焊接机包括：机体以及用于承载待焊接工件的底座，其中，机体主要包括：发生器、换能器、控制部分以及连接在换能器构底端的焊接头；底座位于焊接头的下方，发生器用于产生高压电波，换能器用于将发生器产生的高压电波转换成机械振动，经过传递、放大，使机械振动达到焊接头表面。在焊接时，首先将待焊接工件放置在底座上，然后使焊接头向下移动，通过焊接头对待焊接工件进行焊接，在加压的情况下，待焊接工件的上下两部分之间由于分子间摩擦，上下两部分的接口表面温度升高，当温度达到待焊接工件本身的熔点时，上下两部分接口处迅速熔化，继而将上下两部分焊接在一起，完成焊接。

然而，由于现有技术在焊接时，工件所处的整个焊接环境的压强与外部环境压强一致，容易导致产品焊接后，在高温环境下使用时，产品内部空气热胀而导致工件外壳变形的情况出现，导致产品使用异常。

基于此，本实用新型提供一种超声波焊接机，该超声波焊接机可避免焊接好之后的工件在高温环境下使用时工件外壳变形的问题出现。

下面通过具体的实施例对本实用新型的超声波焊接机进行详细说明。

图1为本实用新型一实施例提供的超声波焊接机的整体结构示意图；图2为图1中I处的结构放大图；图3为图1对应的侧视图；图4为本实用新型一实施例提供的超声波焊接机的底座、密封件以及定位结构的整体结构示意图；图5为图4对应的俯视结构图；图6为本实用新型一实施例提供的超声波焊接机的底座、密封件的俯视结构图。参照图1至图6所示，本实施例提供一种超声波焊接机。

该超声波焊接机具体包括：机体1以及用于承载待焊接工件的底座21。具体实现时，超声波焊接机还包括工作台2，底座21设置在工作台2上，工作台2的一侧具有竖向设置的支柱3，机体1设置在支柱3上。

机体1具体可包括：发生器、换能器11、控制部分以及连接在换能器11底端的焊接头12。其中，底座21位于焊接头12的下方；发生器和换能器11分别与控制部分电连接，发生器用于产生高压电波，换能器11用于将发生器产生的高压电波转换成机械振动，经过传递、放大，使机械振动达到焊接头12表面。其中，换能器11具体可通过升降调节螺丝100连接在机体1上，从而可实现换能器11和焊接头12的上下移动。

为了避免焊接好之后的工件在高温环境下使用时工件外壳变形的情况出现，本实施例的超声波焊接机还包括密封罩6，密封罩6密封罩设在焊接头12的外围，且与焊接头12相对固定，即，密封罩6会随着焊接头12一起上下移动。其中，密封罩6的底端60具有开口，可以理解的是，密封罩6为底端开口的中空腔体结构。在焊接时，密封罩6底端的开口与底座21密封贴合，以使待焊接工件处于密闭腔体内。同时，密封罩6上具有抽气孔61，以使密封罩6与底座21共同围成的该密闭腔体可形成负压腔。即，通过对抽气孔61进行抽气，使得工件处于负压环境下进行焊接，即，焊接环境小于外部大气压强，也就是说，焊接好之后的工件的内部气压小于外部大气压强，从而当焊接好之后的工件在高温环境下使用时，工件不会膨胀变形，即，有效避免了工件外壳变形的情况出现。

比如，在焊接路径识别卡时，由于焊接环境为负压，因此，焊接好之后的路径识别卡的壳体内腔的压强小于外部大气压强，即使将该路径识别卡在高温环境下使用，路径识别卡的外壳也不会膨胀鼓起，即，外壳不会发生变形。

其中，在本实施例中，底座21具体可通过螺栓固定在工作台2上，具体地，为了使底座21的装配更加方便，可以在工作台2上设置第一定位部，在底座21上设置可与第一定位部对准的第二定位部211，比如，第一定位部为螺纹孔，第二定位部211为与螺纹孔对准且匹配的缺口，从而在连接时，将底座21放置在工作台2上，使第一定位部和第二定位部211对准，即可快速、方便地通过螺栓将底座21固定在工作台2上。比如，底座21为方形底座，底座21的四个边分别设置一个缺口。

当然，在其他实现方式中，底座21也可以卡设在工作台2上，或者粘接在工作台2上，只要能够实现底座21与工作台2的稳定连接即可，具体连接方式本实用新型并不以此为限。

本实施例提供的超声波焊接机，由于焊接头12的外围密封罩设有密封罩6，且密封罩6的底端60具有开口，在焊接时，密封罩6的底端60开口与底座21密封贴合，以使焊接件处于密闭腔体内，同时通过在密封罩6上设置抽气孔61，以使密闭腔体可形成负压腔，也就是说，使待焊接工件在负压环境下进行焊接，因此，焊接后的焊接件的内部气压小于外部大气压强，从而可防止工件外壳变形的情况出现，从而可避免工件使用异常的情况出现。

此外，在本实施例中，底座21上设置有用于对待焊接工件进行定位的定位结构4。也就是说，通过定位结构4对待焊接工件进行定位，从而使待焊接工件不会轻易移动，且使待焊接工件的上下两部分能够准确对位，使上下两部分放置整齐且对准，从而减小了因工件放置不整齐而导致焊接错位和熔穿的几率。

继续参照图1至图6所示，在本实施例中，定位结构4具体可包括：设置在底座21上的定位下模40，其中，定位下模40上形成有可容置待焊接工件的且与待焊接工件相匹配的定位凹腔401。在一种可行的实现方式中，定位下模40具体包括座体，座体的顶部下凹形成可容置待焊接工件的定位凹腔401，在需要焊接时，直接将待焊接工件放在该定位凹腔401中，使待焊接工件得以有效定位，不会随意移动，且使得待焊接工件的上下两部分不会发生错位，从而保证了焊接效果。在另一种可行的实现方式中，定位下模40也可以为环形定位下模，即，定位下模40的中部直接形成为定位凹腔401，同样可实现对工件的定位。

在该种情况下，为了使焊接头12能够与定位下模40进行良好配合，以保证焊接效果，具体地，焊接头12的底端还连接有与定位下模40相匹配的焊接上模121，比如，定位下模40的顶面为环形开口，焊接上模121的底端为环形开口。可以理解的是，当焊接头12的底端具有焊接上模121时，此时，焊接头12起到焊接主体的作用，焊接上模121起到焊接的作用。其中，焊接上模121的中轴线与定位下模40的中轴线位于同一竖直线上，从而保证在焊接时，焊接头12和焊接上模121这个整体能够与待焊接工件对准，从而进一步提高焊接质量。

需要说明的是，定位结构4也可以是其他能够对待焊接工件进行定位的结构，比如，定位结构包括多个定位凸起，多个定位凸起间隔排布并围成可容置并定位待焊接工件的空间。

其中，焊接头12具体可通过法兰10连接在换能器11的底端。具体地，换能器11的底端具有上法兰盘101，焊接头12的顶端具有下法兰盘102，上法兰盘101和下法兰盘102通过螺栓103连接，从而将焊接头12固定在换能器11的底端。需要说明的是，焊接头12也可以通过卡接等其他方式固定在换能器11的底端，其具体连接方式本实用新型并不限于此。

密封罩6的顶端具体可密封连接在法兰10上，比如，密封罩6的顶端通过密封胶与法兰10密封连接。当然，密封罩6也可以连接在焊接头12上，只要能够使密封罩6与底座21贴合时，使待焊接工件的焊接环境为密闭环境即可。

焊接上模121可根据产品的特征制作，符合产品的形状、加工范围等要求。具体实现时，焊接上模121可拆卸地连接在焊接头12的底端，这样可方便对焊接上模121进行更换，比如，可根据工件的具体规格或者当焊接上模121出现磨损或损坏时，将其拆下，更换新的焊接上模121即可。在本实施例中，焊接上模121具体通过螺栓连接在焊接头12的底端，这样连接方便且可靠。当然，在其他实现方式中，焊接上模121与焊接头12之间的连接方式也可以是卡接等，本实用新型并不限于此。

其中，定位下模40具体可通过胶体固定在底座21上，当然，定位下模40也可以通过其他可拆卸的方式连接在底座21上。

具体实现时，抽气孔61上穿设有负压管62，负压管62的一端与密封罩6的内腔连通，负压管62的另一端与气缸连通，气缸用于通过负压管62吸收密闭腔体(密封罩6与底座21共同围成的腔体，即待焊接工件所处的腔体)内的空气，以使密闭腔体形成为负压腔。

当然，也可以在抽气孔61上设置可开合的密封盖，当需要抽真空时，打开密封盖，将气缸的抽气端伸入抽气孔61中，进行抽真空，当密封罩6内的压强达到需要的负压时，关闭气缸，将密封盖密封盖设在抽气孔61上即可。

此外，还可以在密封罩6上设置气压表63，气压表63用于显示上述密闭腔体内的压强。其中，负压管62和气压表63可以设置在密封罩6的顶部，这样方便操作人员观察气压表63上的气压值，且方便抽气。对于负压管62和气压表63的具体位置本实用新型并不限于此。

进一步地，为了在焊接时，使密封罩6的底端60与底座21之间贴合的更加紧密，密封效果更好，底座21上还具有密封件5，密封件5具体设置在定位下模40的外侧，焊接时，密封罩6具体与底座21上的密封件5密封贴合。

在本实施例中，密封件5具体可以为围设在定位下模40外侧周向上的密封圈，其中，密封圈的形状与密封罩6的底端60开口的形状相匹配。这样使得密封罩6的底端60能够与密封圈之间实现很好的密封，从而进一步保证待焊接工件所处的焊接环境的压强。具体实现时，密封圈可以是硅胶圈，也可以是橡胶圈。当然，在其他实现方式中，密封件5也可以为其他凸起结构，只要能够提高密封罩6与底座21之间的密封性即可。

密封件5具体可粘接在底座21上，也可以通过卡接等方式固定在底座21上，本实用新型对此不作具体限定。其中，为了进一步提高底座21以及密封件5安装的方便性，还可以在底座21上设置第三定位部212，相应地，工作台2上具有可与第三定位部212匹配连接的第四定位部，比如，第三定位部212为螺纹孔，且螺纹孔为多个，多个螺纹孔可以排布呈一圈，且位于密封件5围成的区域内。第四定位部也为螺纹孔，两者通过螺栓或螺钉连接。

其中，可以理解的是，在未焊接之前，即，密封罩6未向下移动时，密封罩6的底端60高于定位下模40的顶面，且密封罩6的底端60与定位下模40的顶面之间高差要大，这样可避免操作人员在工作时由于操作空间狭小而受到约束，从而方便操作人员取放工件。

具体实现时，控制部分可包括设置在工作台2上的控制面板以及用于驱动换能器11移动的伺服电机/气动电机，其中，控制面板上具有控制开关。焊接时，将待焊接工件放置在底座21上的定位下模40的定位凹腔401中，通过定位下模对待焊接工件进行定位，使工件的上下两部分对准。启动与负压管连通的气缸，再打开控制开关，其中，控制开关具体可设置为两个，两个控制开关同时按下，超声波焊接机才开始工作，两个控制开关的目的是防呆，还避免夹手。密封罩6随着换能器11、焊接头12以及焊接上模121一起向下移动，直至密封罩6的底端60开口与底座21上的密封件5密封贴合，使待焊接工件内部呈负压状态，时刻关注气压表63，当达到焊接要求的负压时，及时关闭气缸。换能器11将发生器产生的高压电波转换成机械振动，机械振动达到焊接上模121，焊接上模121对待焊接工件加压，在加压的情况下，工件上下两部分之间由于分子间摩擦，上下两部分接口处迅速熔化，继而将上下两部分焊接在一起。其中，为了提高焊接效果，可以在焊接上模121的底端罩有塑料薄膜，使工件受热均匀。焊接完成后，冷却一会，超声波焊接机自动升起，焊接完成。其中，整个超声波焊接完成至升起可全由控制部分通过程序控制。

由于整个焊接过程处于负压环境下，因此，当工件在高温环境下使用时，工件外壳不会发生鼓起变形的现象。经过如上设置，焊接效果以及焊接完成后的产品的合格率大大提高。

需要说明的是，上述手动操作的模式，也可以替换为自动化操作，两种操作模式下的具体焊接原理相同。当替换为自动化操作时，可以在机体上增加电子压力传感器、行程开关、控制系统等。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。