一种超声波焊头快速冷却系统的制作方法

本实用新型涉及超声波焊接，更具体地涉及一种超声波焊头快速冷却系统。

背景技术：

在汽车领域中，塑料的焊接大部分通过超声波焊接来进行。在进行超声波焊接时，焊头在垂直方向以每秒几万次的频率上下振动，这种达到一定振幅的高频振动波传递到需焊接的物体表面，在加压的情况下，使焊头与工件的整个接触面磨擦产生热能，使塑料磨擦熔化而形成铆头。

当焊头连续进行焊接时，焊头温度会上升。如果不及时进行冷却，就会影响焊接质量，导致拉丝或带走下层工件焊接形成的铆头；而且，焊头会出现失频现象，造成焊接故障。

在现有技术中，目前国内外单个焊接单元连续焊接时，焊头通常采用散热快的铝合金材料形成，而且该焊头的冷却方式采用风冷却。以汽车内饰领域最常用料聚丙烯(PP)的冷却为例，冷却时间基本在2秒左右，风冷效率低，影响整体生产进度。另外，实践表明，该铝合金焊头容易磨损，使用寿命短。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的效率低下的问题，本实用新型旨在提供一种超声波焊头快速冷却系统。

本实用新型所述的超声波焊头快速冷却系统，包括换能器、调幅器和焊头，其中，换能器通过第一连接元件固定连接于调幅器的顶端，而焊头通过第二连接元件固定连接于调幅器的底端，该超声波焊头快速冷却系统还包括有水管、进水接头和出水接头，调幅器的内部具有贯通孔，焊头的内部具有长沉孔，水管连通该贯通孔和长沉孔，进水接头与该贯通孔连通，出水接头与长沉孔连通。

焊头由钛合金制成。

第二连接元件为空心连接螺丝，其设置于贯通孔的底端和长沉孔的顶端。

水管的顶端固定于该空心连接螺丝的中空孔内，而底端伸入长沉孔中。

该水管的底端延伸至临近长沉孔的底部的位置。

该长沉孔的底部临近焊头的自由端设置。

第一连接元件为实心连接螺丝，其设置于贯通孔的顶端并封闭该顶端。

该实心连接螺丝的外侧设置有密封圈。

进水接头和出水接头分别与冷水机连接。

进水接头垂直于该贯通孔设置，出水接头垂直于该长沉孔设置。

本实用新型的超声波焊头快速冷却系统通过进水接头将冷却水导入调幅器内部的贯通孔，继而通过水管将冷却水导入焊头内部的长沉孔，从而利用该冷却水对焊头进行冷却，既确保了焊接质量，又缩短了焊接周期。另外，本实用新型的超声波焊头快速冷却系统的焊头由钛合金制成，提高了焊头的使用寿命。

附图说明

图1是根据本实用新型的超声波焊头快速冷却系统的爆炸图；

图2是根据本实用新型的超声波焊头快速冷却系统的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。

图1是根据本实用新型的超声波焊头快速冷却系统的爆炸图，其示出了超声波焊头快速冷却系统包括换能器1、调幅器2、焊头3、水管4、进水接头5和出水接头6。其中，换能器1通过第一连接元件7固定连接于调幅器2的顶端，而焊头3通过第二连接元件8固定连接于调幅器2的底端。由于换能器1、调幅器2和焊头3在本实用新型中所起到的基本作用与现有技术中大致类似，因此在此不再赘述其基本功能，以下仅对其与现有技术中不同的部分进行描述。

如图2所示，调幅器2的内部具有贯通孔21，进水接头5大体垂直于该贯通孔21设置并与该贯通孔21连通，从而可以借助于该进水接头5将冷却水导入贯通孔21内。焊头3的内部具有长沉孔31，出水接头6大体垂直于该长沉孔31设置并与该长沉孔31连通，从而可以借助于该出水接头6将冷却水导出长沉孔31。在本实施例中，该进水接头5和出水接头6分别与冷水机连接。该长沉孔31的底部临近焊头3的自由端(与工件接触的端部)设置，以便于利用冷却水快速地对自由端进行冷却。

在本实施例中，第一连接元件7为实心连接螺丝，其设置于调幅器2的贯通孔21的顶端并封闭该顶端，以阻止贯通孔21内的水进入换能器1。优选地，该实心连接螺丝的外侧设置有密封圈，以进一步加强密封功能。

在本实施例中，第二连接元件8为空心连接螺丝，其设置于调幅器2的贯通孔21的底端和焊头3的长沉孔31的顶端。两端敞开的水管4的顶端固定于该空心连接螺丝的中空孔内，而底端伸入长沉孔31中。优选地，该水管4的底端延伸至临近长沉孔31的底部的位置，以使贯通孔21内的水沿着水管4流入长沉孔31的底部。

根据本实用新型的超声波焊头快速冷却系统的作用机理如下：来自于冷水机中的冷却水依次经过进水接头5进入调幅器2内部的贯通孔21，经过水管4进入焊头3内部的长沉孔31，经过水管4与焊头3之间的间隙后借由出水接头6回到冷水机，如此循环。如果将冷水机的水温设置在10℃左右，可以在连续焊接时保持焊头3在10℃左右的恒温状态，从而达到快速冷却效果，提高生产效率。如此，冷却水的温度可以根据需要进行控制，优选将水温控制在0℃至室温之间。

相比于现有技术中的风冷方式，本实用新型用水进行冷却，效率更高，因为水的比热容是空气的四倍。物体的比热容：c＝Q/(m*(t2-t1)，Q——物体吸收或者放出的热量；m——物体的质量；t1、t2——分别为物体吸热或者放热前后的温度。因此，通过本实用新型的超声波焊头快速冷却系统，使焊接时工件的冷却时间大幅降低。以汽车内饰的最常用料聚丙烯(PP)的冷却为例，冷却时间基本在1秒左右，是原来冷却时间的一半，焊接质量保持相同。

相比于现有技术中的铝合金焊头，本实用新型的超声波焊头快速冷却系统的焊头3改为钛合金，提高了焊头的使用寿命。

综上所述，本实用新型的超声波焊头快速冷却系统既提高了焊头的使用寿命，又缩短了焊接周期。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。