产生圆周拉伸振动的焊头和焊接设备的制作方法

1.本实用新型专利涉及超声波焊接的技术领域，具体而言，涉及一种产生圆周拉伸振动的焊头和焊接设备。


背景技术：

2.超声波焊接是通过超声波发生器将电流转换成电能，被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过变幅结构传递到焊头，焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，待焊接工件基本上平行于其焊接表面彼此进行相对移动，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。
3.现有技术中，在使用超声波焊接时，一般是焊接两工件之间的水平面，焊头加压在一工件的上，使两个工件贴合的表面之间融合焊接。
4.但是，对于一些需要对工件内侧表面焊接的结构而言，现有的焊头结构在焊接时，需要对工件内侧表面的各个部位进行超声波焊接，焊接极为麻烦，且焊接效果差。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种产生圆周拉伸振动的焊头和焊接设备，旨在解决现有技术中，在对工件内侧表面进行超声波焊接时，焊接效果差的问题。
6.本实用新型是这样实现的，一种产生圆周拉伸振动的焊头，包括：
7.连接部，所述连接部具有顶部表面，所述连接部的顶部表面的中心具有连接孔，所述连接孔用于与换能器连接固定；
8.中间连接杆，所述中间连接杆的一端接驳于所述连接部的底部表面的中心；
9.焊接部，所述焊接部呈圆盘状，所述焊接部的中心接驳于所述中间连接杆的另一端。
10.可选的，所述焊接部的外周环设环形凸起。
11.可选的，所述环形凸起上设有多个背离所述焊接部凸出的焊齿。
12.可选的，多个所述焊齿环绕所述焊接部的中心均匀间隔布置。
13.可选的，所述中间连接杆具有与所述焊接部接驳的第一连接段，沿所述中间连接杆至焊接部的方向上，所述第一连接段的直径逐渐增加。
14.可选的，所述中间连接杆具有与所述连接部接驳的第二连接段，沿所述中间连接杆至连接部的方向上，所述第二连接段的直径逐渐增加。
15.可选的，所述焊接部具有背离所述中间连接杆的第一表面，所述焊接部的第一表面的中心凸出有凸起部，沿所述焊接部至所述凸起部的方向上，所述凸起部的直径逐渐增加。
16.可选的，所述凸起部的中心具有锥形孔。
17.可选的，所述连接部、中间连接杆以及焊接部一体成型。
18.本实用新型还给出了一种焊接设备，包括产生轴向振动的换能器和所述焊头，所
述焊头包括：
19.连接部，所述连接部具有顶部表面，所述连接部的顶部表面的中心具有连接孔，所述连接孔用于与换能器连接固定；
20.中间连接杆，所述中间连接杆的一端接驳于所述连接部的底部表面的中心；
21.焊接部，所述焊接部呈圆盘状，所述焊接部的中心接驳于所述中间连接杆的另一端；
22.所述换能器的一端具有连接柱，所述连接柱随所述换能器产生轴向振动，所述连接柱与所述连接部的顶部表面的连接孔通过螺纹连接固定。
23.与现有技术相比，本实用新型提供的产生圆周拉伸振动的焊头，通过该焊头所给出的结构，使得焊接部可产生圆周拉伸振动，该焊头的工作区域为焊接部的圆周部分，在对一些工件的水平面之间焊接时，焊接部的圆周抵压在工件上，通过其圆周所产生的拉伸振动即可进行焊接，并且，在对一些工件内侧表面进行焊接时，该焊头的焊接部可伸入工件内侧进行焊接，且由于其产生的为圆周拉伸振动，对于一些内侧表面为弧形的工件而言，可同时对工件内侧表面的多个部位进行焊接，焊接效果好，效率更高。解决了现有技术中，在对工件内侧表面进行超声波焊接时，焊接效果差的问题。
附图说明
24.图1是本实用新型提供的产生圆周拉伸振动的焊头的俯向示意图；
25.图2是本实用新型提供的产生圆周拉伸振动的焊头的仰向示意图；
26.图3是本实用新型提供的焊接设备的立体示意图。
具体实施方式
27.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
28.以下结合具体实施例对本实用新型的实现进行详细的描述。
29.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
30.参照图1至图3所示，为本实用新型提供的较佳实施例。
31.本实用新型实施例中，该产生圆周拉伸振动的焊头，包括：
32.连接部10，连接部10具有顶部表面，连接部10的顶部表面的中心具有连接孔10a，连接孔10a用于与换能器50连接固定；
33.中间连接杆20，中间连接杆20的一端接驳于连接部10的底部表面的中心；
34.焊接部30，焊接部30呈圆盘状，焊接部30的中心接驳于中间连接杆20的另一端。
35.中间连接杆20的直径较连接部10和焊接部30更细，连接部10的轴向振动通过中间
连接杆20传动到焊接部30的中心处，进而使焊接部30的外周边缘产生振动。具体的，请结合参阅图3，本实施例中，以中间连接杆20至焊接部30的中心方向为第一方向，其相反的方向为第二方向，这样，在中间连接杆20的轴向振动带动焊接部30中心朝第一方向振动时，焊接部30的外周边缘则相对于焊接部30的中心朝第二方向振动，在中间连接杆20的轴向振动带动焊接部30的中心朝第二方向振动时，焊接部30的外周边缘则相对于焊接部30的中心朝第一方向振动，以此，在往复振动的过程中，焊接部30的圆周处产生拉伸振动。
36.本实施例中，上述连接部10、焊接部30以及中间连接杆20为同轴布置，以保证结构稳定，振幅均匀。
37.这样，本实施例中，通过该焊头所给出的结构，使得焊接部30可产生圆周拉伸振动，该焊头的工作区域为焊接部30的圆周部分，在对一些工件的水平面之间焊接时，焊接部30的圆周抵压在工件上，通过其圆周所产生的拉伸振动即可进行焊接，并且，在对一些工件内侧表面进行焊接时，该焊头的焊接部30可伸入工件内侧进行焊接，且由于其产生的为圆周拉伸振动，对于一些内侧表面为弧形的工件而言，可同时对工件内侧表面的多个部位进行焊接，焊接效果好，效率更高。
38.请结合参阅图1和图2，本实用新型一实施例中，焊接部30的外周环设环形凸起31。
39.具体的，焊接部30具有背离中间连接杆20的第一表面，该环形凸起31位于焊接部30靠近第一表面的位置，且环形凸起31的背离中间连接杆20的表面与该第一表面平齐。通过该环形凸起31减薄了该焊接部30焊接区的厚度，更便于焊接一些难以焊接的位置，如上述所说的工件的内侧表面，且所产生的圆周拉伸振动效果更好。
40.另外，环形凸起31上设有多个背离焊接部30凸出的焊齿32。
41.这样，焊头的焊接区变为环形凸起31所凸出的焊齿32，更便于焊接一些狭窄的区域，且所产生的的圆周拉伸振动在传递到每一焊齿32上时，相较于连为一体的凸起结构而言，振动效果更好，使得焊接效果更佳。
42.具体的，该焊齿32的上下表面与环形凸起31的上下表面平齐，沿远离环形凸起31的方向上，焊齿32的宽度逐渐缩小，以保证其结构强度，并且，本实施例中，焊齿32的端部呈平面状布置，这样，以保证其能与工件稳定贴合，方便焊接。
43.并且，多个焊齿32环绕焊接部30的中心均匀间隔布置。
44.这样，焊接部30的多个焊齿32振幅均匀，以提高焊接效果。
45.请结合参阅图2和图3，本实用新型一实施例中，中间连接杆20具有与焊接部30接驳的第一连接段21，沿中间连接杆20至焊接部30的方向上，第一连接段21的直径逐渐增加。
46.中间连接杆20的第一连接段21与焊接部30相接驳，通过直径逐渐增加的结构，使得焊接部30的结构稳定，且中间连接杆20不易断裂，同时，减少了焊接过程中的能量损失。
47.具体的，该第一连接段21的侧壁呈朝内凹陷的弧面状结构，一方面使得结构稳定，另一方面，避免了第一连接杆直接接触工件表面，因而不影响焊接质量。本实施例中，该第一连接段21延伸至焊接部30的外周处，使得焊接部30的中心偏厚，外周偏薄，更易于产生圆周拉伸振动，以对难以焊接的位置进行焊接。
48.此外，焊接部30具有背离中间连接杆20的第一表面，焊接部30的第一表面的中心凸出有凸起部40，沿焊接部30至凸起部40的方向上，凸起部40的直径逐渐增加。
49.该凸起部40进一步使得焊接部30中心厚，外周薄，以产生圆周拉伸振动。同样的，
该凸起部40的侧壁也是呈朝内凹陷的弧面状结构的，以方便焊接。并且，本实施例中，凸起部40的表面直径与中间连接杆20的中部直径相同，以便于实现焊接部30的中部与中间连接杆20的振动方向相同，而使得焊接部30的外周产生圆周拉伸振动。
50.此外，凸起部40的中心具有锥形孔40a。
51.该锥形孔40a位于凸起部40背离焊接部30的表面处，凸起部40的该表面与焊接部30同轴，凸起部40的该表面形成上述锥形孔40a，相较于实心的凸起部40而言，所设的锥形孔40a更利于焊接部30产生圆周拉伸振动。此处的锥形孔连通于连接孔，通过螺栓穿过该焊头，可与换能器的连接柱螺纹连接。并且，根据需要，还可通过该锥形孔40a与另一换能器50相对接，进而提高焊接时的能量。
52.请结合参阅图1和图2，本实用新型一实施例中，中间连接杆20具有与连接部10接驳的第二连接段22，沿中间连接杆20至连接部10的方向上，第二连接段22的直径逐渐增加。
53.中间连接杆20的第二连接段22与连接部10相接驳，通过直径逐渐增加的结构，使得焊接部30的结构稳定，且中间连接杆20不易断裂，同时，减少了焊接过程中的能量损失。具体的，该第二连接段22的侧壁也是呈朝内凹陷的弧面状结构。
54.此外，本实施例中，该连接部10的顶部表面形成有环形孔，环形孔将内外分为内侧的连接柱11和外侧的连接环12，连接柱11上设连接孔10a，实现与换能器50的连接，通过该连接部10的结构增加了振幅，使得焊接效果更好。
55.请结合参阅图1和图2，本实用新型一实施例中，连接部10、中间连接杆20以及焊接部30一体成型。这样，该焊头振幅均匀，焊接效果好。
56.请结合参阅图3，本实用新型还给出了一种焊接设备，包括产生轴向振动的换能器50和焊头，焊头的结构和功能可参考上述实施例，此处不再赘述。
57.并且，换能器50的一端具有连接柱11，连接柱11随换能器50产生轴向振动，连接柱11与连接部10的顶部表面的连接孔10a通过螺纹连接固定。
58.这样，通过该换能器50可产生轴向振动，进而使得焊头也产生轴向振动，使得焊接部30产生圆周拉伸振动，实现焊接。
59.在又一实施例中，在焊头的另一端也设有换能器50，换能器50的连接柱11对接于焊头的锥形孔40a处，通过两换能器50同时工作，使得所产生的振动效果更好，焊接效果更优。
60.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。