专利名称：用于汽车密封条及其类似物的超声波焊接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超声波焊接装置，尤其涉及一种用于焊接汽车密封条及其类似物的超声波焊接装置。
背景技术：
汽车密封条的传统加工方式是挤出、模压等。在环境零件间隙相同的情况下，采用挤出产品；在间隙不同的情况下使用模压产品。但是随着汽车造型设计不断求新，采用传统加工工艺加工出来的零件，已经不能完全满足新的装配要求和功能要求。在这种背景下， 开发出将传统的挤出产品和模压产品接合起来形成密封条的接头工艺，目前，汽车密封条的接头工艺多采用橡胶硫化接头和胶浆硫化接头，而橡胶硫化接头硫化时间较长，对能耗和人力资源消耗较大；胶浆硫化接头存在产品接头处拉伸强度不够，容易在接头处断裂的缺陷。超声波焊接是一种热焊接，通过超声波激发待焊接部位的物质作高频机械震动而获得热量，从而使得待焊接部位受热熔化，进而实现焊接目的。超声波焊接技术可以避免橡胶硫化接头硫化时间较长的缺陷，也可以避免胶浆硫化接头产品在接头处拉伸强度不够的缺陷。中国专利文献C拟806034Y公开了一种平移焊接式超声波焊接装置，所述平移焊接式超声波焊接装置包括机座以及设置在所述机座上的焊接台面、机架、焊接机构、气动竖移机构、电控箱，其中，气动竖移机构由支架、气缸、滑杆、回位弹簧构成，其特征在于机架上设有横向布置的滑轨，支架与滑轨作横向滑动配合，机架上安装有一个平移控制机构，平移控制机构的控制端与支架连接，使焊接机构在焊接过程中能横向移动，焊接台面上安装有焊模板与焊头配合。该文献中公开的平移焊接式超声波焊接装置不但克服了上述两种接头工艺的缺陷，并且利用机架上的滑轨实现了移动式焊接，从而可以在焊接过程中实现对不同焊接部位的焊接，可以满足较大接合面积的接合加工；同时，该文献中提及可以在焊模板上预加工有凸起部位以设定接合区域。但是，该平移式超声波焊接装置没有综合考虑焊头与凸起部位的面积关系，实际生产中，为了减小电能的消耗，往往通过缩小焊头的横截面积来减小电流，以便降低电能的损耗，然而，一味的缩小焊头的横截面积将使得作用在外观面上的单位面积的压力增大，从而容易破坏待焊部件的外观面的美观度，因此，现有的平移式超声波焊接装置在使用过程中无法兼顾低的电能消耗和较高的焊接美观度。另外，对于密封条这样的较薄且较软的待焊部件来说，需要一个合适的固定方式。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的超声波焊接装置没法兼顾低耗电量和焊接美观度的缺陷，从而提供一种在保证焊接美观度的同时尽量降低电能消耗的超声波焊接装置。本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种适于汽车密封条及其类似物工件的固定方式的超声波焊接装置。为此，本发明提供一种用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，包括水平基台；焊接工装，用于固定所述待焊部件，安装在所述水平基台上并能相对于所述水平基台来回滑动；焊头，焊接时对准所述待焊部件的外观面的接合区域；竖向移动装置，与所述焊头固定并能带动所述焊头在竖直方向上来回滑动；超声波发生器，与所述焊头电连接且通过控制板控制；所述焊接工装包括一个支撑所述待焊部件的支撑台面，所述支撑台面上设置一个与所述待焊部件的非外观面的接合区域相贴合的焊接凸台，所述焊头的横截面积大于所述焊接凸台的横截面积。优选地，所述焊头的横截面积为50mm2，所述焊接凸台的横截面积为10mm2。优选地，所述焊接凸台为圆柱体或圆台。优选地，所述水平基台包括一个水平滑轨、与所述水平滑轨滑动配合的基座、固定在所述基座的上端面的托板，所述焊接工装固定在所述托板的上端面。优选地，所述焊接工装包括一个用于阻挡所述待焊部件沿所述托板的宽度方向移动的挡板。优选地，所述支撑台面上设置至少一个压紧装置，所述压紧装置具有一个压头，所述压头位于所述待焊部件的相邻的两个接合区域之间，所述压头压紧所述待焊部件。优选地，所述竖向移动装置包括一个与所述水平基台固定连接的沿竖直方向延伸的连接框架、套接在所述连接框架上并能相对所述连接框架竖向移动的套接件。进一步优选地，所述竖向移动装置包括一个与所述基座的一端固定连接的沿竖直方向延伸的连接框架、套接在所述连接框架上并能相对所述连接框架竖向移动的套接件。优选地，所述焊头的横截面为长圆面。利用所述的超声波焊接装置焊接得到的产品。优选地，所述产品是汽车密封条产品。优选地，所述产品是挤出件和模压件的接合。本发明提供的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置具有以下优点；
1.本发明提供的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，包括水平基台； 焊接工装，用于固定所述待焊部件，安装在所述水平基台上并能相对于所述水平基台来回滑动；焊头，焊接时对准所述待焊部件的外观面的接合区域；竖向移动装置，与所述焊头固定并能带动所述焊头在竖直方向上来回滑动；超声波发生器，与所述焊头电连接且通过控制板控制；所述焊接工装包括一个支撑所述待焊部件的支撑台面，所述支撑台面上设置一个与所述待焊部件的非外观面的接合区域相贴合的焊接凸台，所述焊头的横截面积大于所述焊接凸台的横截面积。在焊接时，所述焊头落下与所述焊接凸台对准，所述焊头的横截面积大于所述焊接凸台的横截面积，焊接时，由于焊头的横截面积相对较大，在焊接总压力相同的情况下，作用在所述待焊部件的外观面上的单位面积的压力较小，可以保证待焊部件的外观面不被破坏，保证良好的美观度；同时，由于焊接凸台的横截面积相对较小，在焊接总压力相同的情况下，所述待焊部件的非外观面作用在所述焊接凸台上的单位面积的压力较大，所述焊接凸台给予所述待焊部件的非外观面的单位面积的反作用力也较大，更容易焊接，因此，与现有技术相比，在同样的焊接强度下，本发明的超声波焊接装置需要的电流较小，耗电量降低。2.本发明提供的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，优选地，所述焊头的横截面积为50mm2，所述焊接凸台的横截面积为10mm2。对于汽车密封条产品来说， 焊接时焊接凸台与待焊部件的非外观面的接合区域贴合，如果接触面积过大在保证低耗电量的情况下无法保证焊接强度，如果接触面积过小，由于汽车密封条产品较薄，在相同的焊接压力下无法保证焊接美观度。生产实践证明，所述焊头的横截面积是所述焊接凸台的横截面积的五倍，且所述焊接凸台的横截面积为10mm2，这样的尺寸选择，在保证焊接美观度的同时，焊接强度是最好的。3.本发明提供的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，优选地，所述焊接凸台为圆柱体或圆台。焊接凸台为圆柱体或者圆台的时候，所述焊接凸台与所述待焊部件相贴合的端面是圆面，圆面的好处在于保证了焊接压力的集中，并且较为光滑，在保证焊接强度的同时进一步保证美观度。4.本发明提供的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，优选地，所述焊接工装包括一个用于阻挡所述待焊部件沿所述托板的宽度方向移动的挡板。由于设置用于阻挡所述待焊部件沿所述托板的宽度方向移动的挡板，使得所述被焊部件不易沿所述托板的宽度方向移动，保证了所述焊头与所述待焊部件的接合区域的对准，保证了焊接精度。5.本发明提供的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，优选地，所述支撑台面上设置至少一个压紧装置，所述压紧装置具有一个压头，所述压头位于所述待焊部件的相邻的两个接合区域之间，所述压头压紧所述待焊部件。在相邻的两个接合区域之间设置压紧装置，所述压紧装置的压头压紧所述待焊部件，可以保证焊接时，接合区域始终与焊头对准，保证较高的焊接精度。6.本发明提供的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，优选地，所述焊头的横截面为圆面，可以使焊接压力集中。7.利用本发明提供的超声波焊接装置焊接达到的产品，优选地，所述产品是汽车密封条产品。所述产品不但具有较高的接合强度，并且，所述产品具有较好的美观度。8.利用本发明提供的超声波焊接装置焊接得到的产品，优选地，所述产品是挤出件和模压件的接合。现有大多汽车密封条产品都是采用挤出生产或者模压生产的方式获得的，在现有产品的基础上将挤出产品和模压产品采用超声波焊接装置接合，不但方便生产， 并且满足了汽车密封条多功能多样化的需求。
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明的超声波焊接装置的立体图； 图2是本发明的超声波焊接装置的一个侧视图； 图3是本发明的超声波焊接装置的工作状态的示意图； 图4是本发明的超声波焊接装置的非工作状态的示意图； 图5是图3中A部分的放大图；图6是利用本发明提供的超声波焊接装置焊接得到的汽车密封条产品； 图7是汽车密封条模压产品； 图8是汽车密封条挤出产品。图中附图标记表示为
1-基座；2-托板；3-竖向移动装置；4-控制板；5-焊头；6-待焊部件；8-支撑台面； 9-焊接凸台；10-挡板；11-推拉手；12-压紧装置；13-压头；14-连接框架；15-套接件。
具体实施例方式本发明的核心目的在于提供一种在保证焊接美观度的同时，能够降低电能消耗的
超声波焊接装置。下面结合附图对实现本发明的核心目的采用的核心技术方案进行说明。图1是本发明提供的超声波焊接装置的一种实施例的立体图，该超声波焊接装置用于汽车密封条产品的焊接。如图1所示，本实施例提供的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，包括水平基台；安装在所述水平基台上并能相对于所述水平基台来回滑动的焊接工装， 所述焊接工装包括一个支撑待焊部件6的支撑台面8，所述支撑台面8上设置一个与所述待焊部件6的非外观面的接合区域(所述接合区域就是焊接力的作用区域，通过所述接合区域将所述待焊部件6原本分离的部分焊接在一起，本实施例中的所述待焊部件6具有多个接合区域，焊接时，一次只焊接一个接合区域)相贴合的焊接凸台9 (见图5)；焊头5，所述焊头5固定在竖向移动装置3上并与超声波发生器电连接，所述超声波发生器通过控制板 4进行控制，所述竖向移动装置3能够带动所述焊头5在竖直方向上来回滑动，所述焊头5 在焊接时对准所述待焊部件6的外观面的接合区域，所述焊头5的横截面积大于所述焊接凸台9的横截面积。上述实施例采用的技术方案是实现本发明的核心目的的核心技术方案。为了达到本发明的核心目的，所述焊头5的横截面积大于所述焊接凸台9的横截面积，所述焊接凸台9与所述待焊部件6的非外观面的接合区域相贴合，在焊接过程中，由于焊头5的横截面积大于焊接凸台9的横截面积，因此，在相同的焊接电流和相同的焊接压力情况下，所述焊接凸台9给所述待焊部件6的非外观面的接合区域的单位面积的作用力较大，焊接强度较大，使焊接更容易进行，因此，在需要的焊接强度相同的情况下，采用上述实施例中的技术方案，与现有技术相比可以用较小的焊接压力实现需要的焊接强度，节省了电能；同时，不破坏外观面的美观度。需要说明的是，在实现本发明的核心目的的前提下，所述焊头5的横截面积与所述焊接凸台9的横截面积的差值的范围并不受严格的限制，所有能够实现本发明的核心目的的所述焊头5的横截面积与所述焊接凸台9的横截面积的差值的范围都在本发明的保护范围之内。但是，为了优化本发明的核心目的，我们具体设计一种焊接凸台9和焊头5的横截面积，在此，所述焊头的横截面积为50mm2，所述焊接凸台的横截面积为10mm2。另外，在实现本发明的核心目的的前提下，所述焊接凸台9的形状和所述焊头5的形状不受限制，优选地，所述焊接凸台9选择圆柱体或者圆台，所述焊头5的横截面为长圆 值得说明的是，该技术方案中，所述水平基台与所述焊接工装滑动配合，这一设计是为了保证在焊接的过程中，可以对所述焊接工装进行移动，从而适应对不同的焊接区域的焊接要求，这一设计也为本发明的超声波焊接装置焊接较大尺寸的待焊部件提供了可能。但是，对于实现本发明的核心目的来说，所述水平基台与所述焊接工装的具体的滑动配合的方式并不受限制，只要能够满足所述焊接工装在相对于所述水平基台相对运动时可以改变焊接区域的目的即可。但是，依然可以具体设计一种所述水平基台与所述焊接工装的配合方式。下面结合附图对该种配合方式进行详细的说明。图1是本发明的超声波焊接装置的立体图，如图1所示，所述水平基台包括一个水平滑轨、与所述水平滑轨滑动配合的基座1、固定在所述基座1的上端面的托板2，所述焊接工装固定在所述托板2的上端面。在该种具体配合方式中，用于固定所述待焊部件6的焊接工装固定在所述托板2的上端面，所述托板2又与所述基座1固定连接，从而保证了所述焊接工装可以在所述基座1的带动下相对于所述水平滑轨运动，进而移动所述待焊部件6， 改变焊接区域，实现对不同区域的焊接目的。值得注意的是，该种具体的配合方式中，所述基座1和所述托板2也可以设计为一体，或者省略所述基座1，将所述托板2设计成与所述水平滑轨滑动配合，这样设计也可以实现改变焊接区域的目的。另外，所述基座1相对于所述水平滑轨滑动运动的动力源可以是电力，也可以是机械力等。优选地，本发明采用一个伺服电机对所述基座1进行控制。可以将上述图1所示的滑动配合方式进行具体的变形设计，在该变形设计中，将所述托板2直接固定在一个水平的操作台上(焊接时所述托板2不动)，将所述水平滑轨也固定在所述水平的操作台上，所述基座1与所述水平滑轨滑动配合，一个伺服电机与所述基座1连接，所述竖向移动装置3同样与所述基座1固定，控制伺服电机，所述基座1相对所述水平滑轨运动，带动所述竖向移动装置3水平运动，进而带动所述焊头5水平运动，如此运动，同样可以改变所述焊头5相对于所述待焊部件6的位置，从而达到焊接不同的接合区域的目的。值得注意的是，为了实现本发明的核心目的，用于固定所述待焊部件6的焊接工装的除焊接凸台9之外的具体结构并不受限制，但是，为了达到较高的焊接精度，可以具体设计一种焊接工装的结构，见图1和图2。如图1和图2所示，所述焊接工装包括一个用于阻挡所述待焊部件6沿所述托板2的宽度方向移动的挡板10，为了方便操作，在所述挡板10不与所述待焊部件6接触的侧壁上设置一个推拉手11，通过操作所述推拉手11可以人工控制所述挡板10与所述待焊部件6在所述托板2的宽度方向的位置关系，当然，也可以不设置推拉手，而通过螺杆或者其他的自动控制装置来控制所述挡板10 ；所述焊接工装还包括并列设置在所述支撑台面8上的多个压紧装置12，所述压紧装置12具有一个压头 13，所述压头13位于所述待焊部件6的相邻的两个接合区域之间，所述压头13压紧所述待焊部件6。上述焊接工装的具体结构焊接过程中可以对待焊部件进行多方位的固定，保证了所述焊头5与所述焊接凸台9的找准，保证了焊接精度。还需要说明的是，为了实现本发明的核心目的，所述竖向移动装置3的具体实现方式不受限制，只要能够保证所述焊头5在所述竖向移动装置3的带动下在竖直方向来回移动就可以。在本实施例中，具体设计一种竖向移动装置3的结构，所述竖向移动装置3包括与所述基座1固定的连接框架14和套接在所述连接框架14上的套接件15，在此，所述连接框架14优选为圆柱杆，所述套接件15与控制板4固定，所述控制板4的下端固定焊头5，由于所述基座1与伺服电机连接，在伺服电机的控制下，所述焊头5可以到达所述待焊部件6上方的预定位置，进行焊接。本发明提供的超声波焊接装置的工作过程如下
将所述待焊部件6安置在位于所述焊接工装上的支撑台面8上，通过所述挡板10和所述压紧装置12将所述待焊部件6固定住，所述待焊部件6的非外观面的接合区域与所述焊接凸台9相贴合；控制伺服电机，将所述焊头5移动到所述待焊部件6上方的预定位置，操作控制板4，启动超声波发生器，开始焊接；焊接完一个接合区域后，操作伺服电机，使得所述基座1相对于所述水平滑轨滑动，从而带动位于所述托板2上的焊接工装移动到下一个焊接区域，进行再一次焊接；重复上述焊接过程，直至完成待焊工件6的焊接，图3是本发明的超声波焊接装置工作状态的示意图，图4是本发明的超声波焊接装置非工作状态的示意图。需要说明的是，利用本实施例提供的超声波焊接装置，由于多个焊接区域都与同一焊接凸台9相贴合，因此，在焊接完一个焊接区域时，同时移动位于所述焊接工装上的所述焊接凸台9和所述待焊部件6，使所述待焊部件6的下一个所述接合区域与所述焊头5对准即可，不需要改变所述焊接凸台9与所述焊接区域的相对位置，操作方便。实际生产实践中，可以对此进行变形设计，当所述待焊部件6较大且焊接区域的总体长度较大时，在所述支撑台面8上设计多个焊接凸台9分别对各个所述焊接区域进行支撑，这样设计，在改变焊接区域时，同样不需要改变所述焊接凸台9与所述焊接区域的相对位置。当然，还可以进行另一种变形设计，即所述焊接凸台9只与部分焊接区域相贴合，这时，当焊接完一个焊接区域时，需要将所述焊接凸台9或者所述待焊部件6进行相应的移动，使得下一个焊接区域与所述焊接凸台9相贴合。利用本发明的超声波焊接装置焊接得到的汽车密封条产品如图6所示，所述汽车密封条产品是将现有技术中的挤出产品(见图8)和模压产品(见图7)通过所述超声波焊接装置焊接在一起得到的，图6中阴影部分采用的材质是塑料中的PP，非阴影部分采用的材质是橡胶中的TPE。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
权利要求
1.用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，包括水平基台；焊接工装，用于固定所述待焊部件(6)，安装在所述水平基台上并能相对于所述水平基台来回滑动；焊头(5)，焊接时对准所述待焊部件(6)的外观面的接合区域；竖向移动装置(3)，与所述焊头(5)固定并能带动所述焊头(5)在竖直方向上来回滑动；超声波发生器，与所述焊头(5)电连接且通过控制板(4)控制；其特征在于所述焊接工装包括一个支撑所述待焊部件(6)的支撑台面(8)，所述支撑台面(8)上设置一个与所述待焊部件(6)的非外观面的接合区域相贴合的焊接凸台(9)，所述焊头(5)的横截面积大于所述焊接凸台(9)的横截面积。
2.根据权利要求1所述的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，其特征在于所述焊头(5)的横截面积为50mm2，所述焊接凸台(9)的横截面积为10mm2。
3.根据权利要求1或2所述的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，其特征在于所述焊接凸台(9)为圆柱体或圆台。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，其特征在于所述水平基台包括一个水平滑轨、与所述水平滑轨滑动配合的基座(1 )、固定在所述基座(1)的上端面的托板(2)，所述焊接工装固定在所述托板(2)的上端面。
5.根据权利要求4所述的用于汽车密封条及其类似物的超声波焊接装置，其特征在于所述焊接工装包括一个用于阻挡所述待焊部件(6)沿所述托板(2)的宽度方向移动的挡板(10)。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，其特征在于所述支撑台面(8)上设置至少一个压紧装置(12)，所述压紧装置(12)具有一个压头(13)，所述压头(13)位于所述待焊部件(6)的相邻的两个接合区域之间，所述压头(13 )压紧所述待焊部件(6 )。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，其特征在于所述竖向移动装置(3)包括一个与所述水平基台固定连接的沿竖直方向延伸的连接框架(14)、套接在所述连接框架(14)上并能相对所述连接框架(14)竖向移动的套接件(15)。
8.根据权利要求4-6中任一项所述的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，其特征在于所述竖向移动装置(3)包括一个与所述基座(1)固定连接的沿竖直方向延伸的连接框架(14)、套接在所述连接框架(14)上并能相对所述连接框架(14)竖向移动的套接件(15)。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，其特征在于所述焊头(5)的横截面为长圆面。
10.利用权利要求1-9中任一项所述的超声波焊接装置焊接得到的产品。
11.根据权利要求10所述的产品，其特征在于所述产品是汽车密封条产品。
12.根据权利要求11所述的产品，其特征在于所述产品是挤出件和模压件的接合。
全文摘要
本发明提供的用于汽车密封条及其类似物焊接的超声波焊接装置，包括水平基台；焊接工装，用于固定所述待焊部件，安装在所述水平基台上并能相对于所述水平基台来回滑动；焊头，焊接时对准所述待焊部件的外观面的接合区域；竖向移动装置，与所述焊头固定并能带动所述焊头在竖直方向上来回滑动；超声波发生器，与所述焊头电连接且通过控制板控制；所述焊接工装包括一个支撑所述待焊部件的支撑台面，所述支撑台面上设置一个与所述待焊部件的非外观面的接合区域相贴合的焊接凸台，所述焊头的横截面积大于所述焊接凸台的横截面积。利用该装置进行焊接既保证了美观度也降低了电能消耗。
文档编号B29C65/08GK102275300SQ201110218229
公开日2011年12月14日 申请日期2011年8月1日 优先权日2011年8月1日
发明者杨德才, 杨超 申请人:北京万源瀚德汽车密封系统有限公司