全文摘要
本实用新型公开了一种超声波双向焊接设备，包括相互配合的上焊头和下焊头，所述上焊头能够在垂直方向移动，所述下焊头的位置固定；所述上焊头由第一焊接单元驱动，所述下焊头由第二焊接单元驱动；所述上焊头具有上焊接面且所述上焊接面为条纹式粗糙面，所述下焊头具有下焊接面且所述下焊接面为网状斜纹式粗糙面。本实用新型的超声波双向焊接设备，采用两个焊头同时输出能量，可有效提高焊接能力，加强焊接强度和稳定性，并缩短焊接时间。并且，通过设置粗糙焊接面，不仅可以起到防滑的作用，而且能够更好的将能量传递到熔接位置作用于被焊接的产品，使得焊接效果更好，焊接强度更高。
主设计要求
1.一种超声波双向焊接设备，其特征在于，包括相互配合的上焊头和下焊头，所述上焊头能够在垂直方向移动，所述下焊头的位置固定；所述上焊头由第一焊接单元驱动，所述下焊头由第二焊接单元驱动；所述上焊头具有上焊接面且所述上焊接面为条纹式粗糙面，所述下焊头具有下焊接面且所述下焊接面为网状斜纹式粗糙面。
设计方案
1.一种超声波双向焊接设备，其特征在于，
包括相互配合的上焊头和下焊头，所述上焊头能够在垂直方向移动，所述下焊头的位置固定；所述上焊头由第一焊接单元驱动，所述下焊头由第二焊接单元驱动；所述上焊头具有上焊接面且所述上焊接面为条纹式粗糙面，所述下焊头具有下焊接面且所述下焊接面为网状斜纹式粗糙面。
2.根据权利要求1所述的超声波双向焊接设备，其特征在于，
所述第一焊接单元包括与所述上焊头连接的第一变幅杆以及与所述第一变幅杆连接的第一换能器；
所述第二焊接单元包括与所述下焊头连接的第二变幅杆以及与所述第二变幅杆连接的第二换能器。
3.根据权利要求2所述的超声波双向焊接设备，其特征在于，
还包括机架，所述下焊头和所述第二焊接单元通过若干个固定支架安装在所述机架上，所述上焊头和所述第一焊接单元连接下压气缸，所述下压气缸通过固定板安装在所述机架上。
4.根据权利要求1所述的超声波双向焊接设备，其特征在于，
所述下焊头包括两端的柱形部和连接于两端的柱形部之间的底模部，所述底模部的宽度小于所述柱形部的宽度，所述下焊接面位于所述底模部的上端。
5.根据权利要求1所述的超声波双向焊接设备，其特征在于，
所述上焊头包括柱形部和自柱形部延伸而出的焊接部，所述焊接部的宽度小于所述柱形部的宽度，所述上焊接面位于所述焊接部的下端。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及超声波焊接技术领域，具体涉及一种超声波双向焊接设备。
背景技术
超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，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。
超声波焊接设备是利用超声波发生器将50\/60赫兹电流转换成15、20、30或40 KHz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，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，在加压的情况下，实现待焊接工件的熔合连接。
超声波焊接设备焊接时，通常将其中一个工件牢固的固定在静止的夹具内，配合零件则在垂直接触面的方向超声波振动，两个零件之间的摩擦以及零件的内摩擦产生热量，导致连接处的聚合物融化，振动停止后，焊缝冷却凝固。传统的超声波焊接设备可以焊接金属薄片、金属细线等，但对焊接材料的形状要求比较高，有时焊接会存在不牢固或是不稳定等情况。
现有的超声波焊接设备，不管是塑焊还是金属焊，一般都是单个焊头连接换能器高频振动发波，焊接不同厚度的产品或是不同大小平方数的线束，下焊头静止不动不动作，只有上焊头工作。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种超声波双向焊接设备，用于提高焊接能力，加强焊接强度和稳定性，并缩短焊接时间。该超声波双向焊接设备适用于超声波线束焊接、端子连接器线束焊接等领域。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种超声波双向焊接设备，包括相互配合的上焊头和下焊头，所述上焊头能够在垂直方向移动，所述下焊头的位置固定；所述上焊头由第一焊接单元驱动，所述下焊头由第二焊接单元驱动；所述上焊头具有上焊接面且所述上焊接面为条纹式粗糙面，所述下焊头具有下焊接面且所述下焊接面为网状斜纹式粗糙面。
可选的，所述第一焊接单元包括与所述上焊头连接的第一变幅杆以及与所述第一变幅杆连接的第一换能器；所述第二焊接单元包括与所述下焊头连接的第二变幅杆以及与所述第二变幅杆连接的第二换能器。
可选的，还包括机架，所述下焊头和所述第二焊接单元通过若干个固定支架安装在所述机架上，所述上焊头和所述第一焊接单元连接下压气缸，所述下压气缸通过固定板安装在所述机架上。
可选的，所述下焊头包括两端的柱形部和连接于两端的柱形部之间的底模部，所述底模部的宽度小于所述柱形部的宽度，所述下焊接面位于所述底模部的上端。
可选的，所述上焊头包括柱形部和自柱形部延伸而出的焊接部，所述焊接部的宽度小于所述柱形部的宽度，所述上焊接面位于所述焊接部的下端。
可选的，所述上焊接面具有多条相互平行的沟槽，横截面呈波浪形，形成条纹式粗糙面。
可选的，所述下焊接面具有密集、均匀排布的锥台形凸起，形成网状斜纹式粗糙面。
从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
本实用新型的超声波双向焊接设备，通过采用两个焊头同时输出能量，焊接产品时分子摩擦产生的热量就更大，更均匀，可以有效提高焊接能力，加强焊接强度和稳定性，并缩短焊接时间，焊接出来的产品不管是拉力还是撕力，稳定性都会更好。
并且，上焊头设条纹式粗糙面作为上焊接面，且条纹深度一致，受力点均匀；下焊头设网状斜纹式粗糙面作为下焊接面，且均匀排布；这样的粗糙焊接面，不仅可以起到防滑的作用，而且能够更好的将能量传递到熔接位置作用于被焊接的产品，使得焊接效果更好，焊接强度更高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本实用新型一个实施例提供的超声波双向焊接设备的结构示意图；
图2是本实用新型一个实施例中上焊头的结构示意图；
图3是本实用新型一个实施例中下焊头的结构示意图；
图4是本实用新型一个实施例中上焊头面的结构示意图；
图5是本实用新型一个实施例中上焊头面的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。
请参考图1，本实用新型的一个实施例，提供一种种超声波双向焊接设备。该设备包括相互配合的两个焊头，即上焊头1和下焊头2，所述上焊头1能够在垂直方向移动，所述下焊头2的位置固定；其中，所述上焊头由第一焊接单元驱动，所述下焊头由第二焊接单元驱动。进行焊接作业时，待焊接的产品置于上焊头1和下焊头2之间，上焊头1向下移动，下压在待焊接产品上；此时，第一焊接单元和第二焊接单元分别同时驱动两个焊头同时从上下两个方向输出能量，实现焊接，该种焊接方式可称为超声波双向焊接。
其中，所述第一焊接单元可包括与所述上焊头1连接的第一变幅杆（图中被遮挡，未示出）以及与所述第一变幅杆连接的第一换能器5；所述第二焊接单元可包括与所述下焊头2连接的第二变幅杆4以及与所述第二变幅杆4连接的第二换能器6；第一换能器5和第二换能器6这两个换能器分别与超声波发生器连接。
本实用新型的超声波双向焊接设备可包括机架7，其它组件安装在机架7上。可选的，所述下焊头2和所述第二焊接单元通过若干个固定支架8安装在所述机架7上，所述上焊头1和所述第一焊接单元与下压气缸9连接，所述下压气缸9通过固定板10安装在所述机架7上。上焊头1可在下压气缸9的驱动下，在垂直方向上上下运动。
请参考图2，本实用新型一些实施例中，所述上焊头1包括柱形部和自柱形部延伸而出的焊接部，所述焊接部的宽度小于所述柱形部的宽度，所述上焊接面位于所述焊接部的下端。
请参考图3，本实用新型一些实施例中，所述下焊头2包括两端的柱形部和连接于两端的柱形部之间的底模部，所述底模部的宽度小于所述柱形部的宽度，所述下焊接面位于所述底模部的上端。
请参考图4和图5，本实用新型一些实施例中，所述上焊头1具有上焊接面11，所述下焊接头2具有下焊接面12，且上下两个焊接面均为粗糙面。其中，所述上焊接面11为条纹式粗糙面，所述下焊接面12为网状斜纹式粗糙面。可选的，所述上焊接面11具有多条相互平行的沟槽，横截面呈波浪形，形成条纹式粗糙面。可选的，所述下焊接面12具有密集、均匀排布的锥台形凸起，形成网状斜纹式粗糙面。
由于超声波双向焊接设备在焊接的时候会产生振动，所以对焊头的设计非常重要。上焊头1做成如图1所示，其与待焊接产品的接触面即上焊接面11做成波浪形，这样焊接出来的样线外观很漂亮，且条纹深度一致，受力点均匀。下焊头2做成如图1所示，其与待焊接产品的接触面即下焊接面12做成网状斜纹，且均匀排布。焊头这样的设计的原因，一方面是由于待焊接产品置于下焊头接触面上面，不仅可以起到防滑的作用，而且能够更好的将能量传递到熔接位。研究发现，将上焊接面11设计成条纹状，下焊接面12设计成网状斜纹，不仅可以增加粗糙度以用于防滑，以及增加焊接部位的美观性，更重要的是，这种外形特别适合于超声波焊接能量输出，提高焊接效能。
以上介绍了本实用新型超声波双向焊接设备的结构。下面进一步介绍该设备的原理如下：假设待焊接产品为金属样件和线束，金属样件13放置于下焊头2的下焊接面12上，线束14则放置在金属样件上，包括上焊头1和第一焊接单元的组件在下压气缸9的作用下，垂直向下作用，焊接的过程中，上下焊头在换能器的驱动下同时发波，使得金属样件和线束牢固的焊接在一起。上下两个同时发波的双向焊接方式，可确保不出现虚焊，或过焊的情况，且焊接出来的成品牢固稳定。
从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
传统的超声波焊接设备在焊接的过程中的能量输出方式单一，只有上焊头输出能量，所以焊接过程中产品发热比较慢，焊接的时间长。假设单个焊头工作时输出的振幅是20um，焊接完成一次需要的时间可长达1秒。
而采用本实用新型的超声波双向焊接设备进行焊接时，上下两个焊头可同时输出能量。假设上焊头焊接时输出的振幅是20um，能量是从上向下传导；下焊头也同时工作，输出的振幅也是20um，能量是从下向上传导；待焊接产品置于上下焊头之间，上下两个焊头同时驱动的话，输出的振幅就有40um。
可见，本实用新型的超声波双向焊接设备，通过采用两个焊头同时输出能量，输出的振幅比单个焊头焊接增加一倍，这样，焊接产品时分子摩擦产生的热量就更大，更均匀，从而焊接的时间就会缩短，焊接出来的产品不管是拉力还是撕力，稳定性都会更好，焊接强度更高。
并且，上焊头设条纹式粗糙面作为上焊接面，且条纹深度一致，受力点均匀；下焊头设网状斜纹式粗糙面作为下焊接面，且均匀排布；这样的粗糙焊接面，不仅可以起到防滑的作用，而且能够更好的将能量传递到熔接位置作用于被焊接的产品，使得焊接效果更好，焊接强度更高。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
上述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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精神和范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920108417.8
申请日:2019-01-23
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:94(深圳)
授权编号:CN209532410U
授权时间:20191025
主分类号:B23K 20/10
专利分类号:B23K20/10;B23K20/26
范畴分类:25E;
申请人:深圳市深发源精密科技有限公司
第一申请人:深圳市深发源精密科技有限公司
申请人地址:518104 广东省深圳市宝安区沙井街道蚝四西部工业区3栋1楼F区、2楼F区、3楼F区
发明人:杨文龙;狄绪
第一发明人:杨文龙
当前权利人:深圳市深发源精密科技有限公司
代理人:潘笑玲
代理机构:44279
代理机构编号:深圳市万商天勤知识产权事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计