超声波电磁感复合一体焊接装置的制作方法

1.本技术涉及焊接设备的领域，尤其是涉及一种超声波电磁感复合一体焊接装置。


背景技术：

2.焊接是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术，其中，超声波金属焊接原理是利用超声频率（超过16khz ）的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法，它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象。超声金属焊机能对铜、银、铝、镍等有色金属的细丝或薄片材料进行单点焊接、多点焊接和短条状焊接。目前超声波焊接只能焊接厚度为3mm以下的材料，而且焊接的强度相对较低，目前适合焊接丝、箔、片等细薄件。
3.另外， 电磁脉冲焊接技术是利用高压电磁力在瞬间产生的撞击，焊接过程在瞬时完成、无污染，可进行异种金属及金属与非金属的焊接，焊接强度较高；但是，电磁脉冲焊接技术要求清理焊件的表面，避免工件表面的吸附层或氧化层对焊接质量的影响，焊接对工件的厚度也有一定的要求，比较适宜焊接al与al材，cu与cu板，但mg与cu、mg与fe的焊接较为困难。这两种焊接方法分别对焊件的材质有要求，适用范围受到限制，将超声波焊接与电磁脉冲焊接相结合的焊接技术，能够提高材料适用范围。如专利号为cn208556394u的中国专利公开了一种超声波与电磁脉冲复合焊接装置，超声波换能器通过变幅杆为焊头传递振动能量，利用超声波对两块焊接板件的焊接部位进行超声软化并去除焊接界面的氧化膜；然后通过焊头内电磁线圈产生的瞬时高压电磁力使上焊接板件的焊接部位瞬间撞击下焊接板件的焊接部位，两块焊接板件的焊接部位焊合成型。
4.但由于两种焊接技术的焊接方式不同，使得实际各自焊接所需要的时间不同，如电磁焊接过程需要在瞬间完成，使得部分种类工件焊接不够充分，存在焊接不牢固的问题，因此仍有改进空间。


技术实现要素：

5.为了提高工件焊接牢固性，本技术提供一种超声波电磁感复合一体焊接装置。
6.本技术提供的一种超声波电磁感复合一体焊接装置采用如下的技术方案：一种超声波电磁感复合一体焊接装置，包括：夹持机构，所述夹持机构用于夹持两块焊件；预热机构，所述预热机构用于对两块焊件进行加热；焊座，所述焊座用于放置两块焊件；移动机构，所述夹持机构与移动机构连接，在所述夹持机构的两块焊件完成预热后，所述移动机构驱使夹持机构朝焊接座方向移动，所述夹持机构将两块焊接机构放置在所述焊座上；复合焊接机构，所述复合焊接机构用于对焊座上的两块焊件进行焊接。
7.通过采用上述技术方案，夹持机构对两块焊件进行夹持，以保持两块焊件的叠合
状态，在复合焊接机构对两块焊件进行焊接前，先利用预热机构对两块焊件进行加热，以提高两块焊件的温度，然后通过移动机构带动夹持机构往焊座方向移动，以便将两块焊件放置在焊座上，通过复合焊接机构完成两块焊件焊接工作，在焊接前，对焊件进行预热，可以在焊接过程中提前达到焊件的熔点，以满足复合焊接机构在极短时间完成焊接工作的要求，有利于提高焊件焊接牢固性，另外，对焊件进行预热，也可降低焊件连接处的冷却速度，减少产生焊接裂纹的情况，有利于提高焊件的焊接性能。
8.优选的，所述预热机构包括加热丝以及用于给加热丝供电的供电组件，对两块焊件进行加热时，所述加热丝环绕于焊件外周。
9.通过采用上述技术方案，通过供电组件对加热丝进行通电，以对焊件进行加热，通过加热丝环绕于焊件外周，使得焊件受热均匀，有利于提高焊件的焊接效果。
10.优选的，所述夹持机构包括与所述移动组件连接的连接臂、与所述连接臂连接的固定板、与所述连接臂铰接的活动板以及驱使所述活动板摆动的驱动件；所述夹持机构对两块焊件进行夹持时，所述驱动件驱使活动板朝固定板方向摆动，两块焊件夹紧于固定板和活动板之间。
11.通过采用上述技术方案，在夹持两块焊件时，固定板可作为定位件，将两块焊件端部水平叠放在固定板上，然后通过固定板和活动板配合实现对焊件的夹紧，有利于在夹持焊件过程中保持焊件的稳定性。
12.优选的，所述驱动件为微型气缸，所述微型气缸一端铰接于连接臂，另一端铰接于活动板，活动板通过微型气缸的伸缩来实现摆动。
13.通过采用上述技术方案，活动板、微型气缸以及连接臂构成三角结构，具有稳定性强的优点，有利于提高对两块焊件的夹紧效果。
14.优选的，所述加热丝的环绕轴线竖直设置，所述连接臂包括基座以及活动部，所述基座与移动机构连接，所述活动部与基座铰接，所述活动部的回转轴线水平设置，所述基座与活动部之间设置有驱使活动部摆动的动力件。
15.通过采用上述技术方案，实现了连接臂的折叠功能，当加热丝的环绕轴线竖直设置时，将连接臂的活动部的回转轴线设置为水平方向，使得焊件在连接臂的动力件的驱动下，能够在一个竖直面上实现摆动，将竖直状态的焊件，转换为水平状态，以便结合移动机构将焊件水平放置在焊座上。
16.优选的，所述加热丝的环绕轴线水平设置，所述连接臂包括基座以及活动部，所述基座与移动机构连接，所述活动部与基座铰接，所述活动部的回转轴线竖直设置，所述基座与活动部之间设置有驱使活动部摆动的动力件。
17.通过采用上述技术方案，将连接臂的活动部的回转轴线设置为竖直方向，使得焊件在连接臂的动力件的驱动下，能够在一个水平面上实现摆动，以便结合移动机构在同个水平面上调整焊件的方位。
18.优选的，所述移动机构包括横向丝杆传动组件、纵向丝杆传动组件以及竖向丝杆传动组件，所述焊座与所述加热丝两者纵向分布，所述竖向丝杆传动组件用于驱使夹持机构竖向移动，所述纵向丝杆传动组件用于驱使竖向丝杆传动组件纵向移动，所述横向丝杆传动组件用于驱使纵向丝杆组件横向移动。
19.通过采用上述技术方案，实现了焊件的三轴移动目的，以便精准稳定地将焊件移
动至焊座之上，有利于提高焊接焊接质量。
20.优选的，所述加热丝的环绕轴线横向设置，所述连接臂横向设置，所述移动机构驱使夹持机构朝焊座方向移动时，所述横向丝杆传动组件驱使纵向丝杆传动组件往远离加热丝方向移动，直至焊件从加热丝中抽离，所述纵向丝杆传动组件驱使竖向丝杆传动组件朝焊座方向移动，直至焊件与焊座的表面处于同一横向直线中，所述横向丝杆传动组件驱使纵向丝杆传动组件朝焊座方向移动，直至焊件移动至焊座上方。
21.通过采用上述技术方案，加热丝的环绕轴线与其中一个丝杆传动组件的驱动方向保持一致，均为横向设置，则夹持机构无需设置折叠式的连接臂，达到简化夹持机构的目的。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过夹持机构对两块焊件进行夹持，以保持两块焊件的叠合状态，在复合焊接机构对两块焊件进行焊接前，先利用预热机构对两块焊件进行加热，可以在焊接过程中提前达到焊件的熔点，以满足复合焊接机构在极短时间完成焊接工作的要求，有利于提高焊件焊接牢固性，另外，对焊件进行预热，也可降低焊件连接处的冷却速度，减少产生焊接裂纹的情况，有利于提高焊件的焊接性能；2.通过固定件和活动件的设置，在夹持两块焊件时，固定板可作为定位件，将两块焊件端部水平叠放在固定板上，然后通过固定板和活动板配合实现对焊件的夹紧，有利于在夹持焊件过程中保持焊件的稳定性；3.通过将连接臂分为相互铰接的基座以及活动部，实现了连接臂的折叠功能，当加热丝的环绕轴线竖直设置时，将连接臂的活动部的回转轴线设置为水平方向，使得焊件在连接臂的动力件的驱动下，能够在一个竖直面上实现摆动，将竖直状态的焊件，转换为水平状态，以便结合移动机构将焊件水平放置在焊座上。
附图说明
23.图1是本技术实施例1的超声波电磁感复合一体焊接装置中焊件预热阶段的状态示意图。
24.图2是图1中a处的放大示意图。
25.图3是本技术实施例1的超声波电磁感复合一体焊接装置中焊件移动至焊座上的结构示意图。
26.图4是实施例2的超声波电磁感复合一体焊接装置中焊件预热阶段的状态示意图。
27.图5是实施例3的超声波电磁感复合一体焊接装置中焊件预热阶段的状态示意图。
28.图6是图5中b处的放大示意图。
29.附图标记说明：1、机座；2、复合焊接机构；21、焊头；3、焊座；4、竖向丝杆传动组件；5、纵向丝杆传动组件；6、横向丝杆传动组件；7、供电组件；8、加热丝；91、基座；92、动力件；93、连接杆；94、活动部；95、驱动件；96、活动板；97、固定板；10、焊件。
具体实施方式
30.以下结合附图1-6对本技术作进一步详细说明。
31.实施例1：
本技术实施例公开一种超声波电磁感复合一体焊接装置。参照图1和图2，超声波电磁感复合一体焊接装置包括安装在机座1上的夹持机构9、预热机构、焊座3、移动机构以及复合焊接机构2。
32.在本技术实施例中，复合焊接机构2结合超声波焊接以及电磁感焊接原理，超声波换能器通过变幅杆为焊头21传递振动能量，利用超声波对两块焊件10的焊接部位进行超声软化并去除焊接界面的氧化膜；然后通过焊头21内电磁线圈产生的瞬时高压电磁力使上焊接板件的焊接部位瞬间撞击下焊件10的焊接部位，两块焊接板件的焊接部位焊合成型。
33.焊座3位于复合焊接机构2的焊头21正下方，焊座3用于放置两块焊件10。
34.预热机构和焊座3纵向分布在机座1上表面，其中，预热机构包括加热丝8以及用于给加热丝8供电的供电组件7，供电组件7为机箱，加热丝8位于机箱外部，且加热丝8呈螺旋状，焊件10可伸至加热丝8内进行加热，以提高焊件10受热均匀性。机箱内部设置有电源，电源和加热丝8连接，通过电源给加热丝8供电，以达到加热丝8发热的目的。在本实施例中，加热丝8的环绕轴线竖直设置。
35.夹持机构9用于夹持两块待焊接的焊件10，其中，夹持机构9包括连接臂、与连接臂连接的固定板97、与连接臂铰接的活动板96以及驱使活动板96摆动的驱动件95。
36.在本实施例中，连接臂包括基座91以及活动部94，基座91朝向机箱的一侧水平固定有连接杆93，活动部94铰接于连接杆93远离基座91的一端，其中，活动部94的回转轴线水平纵向设置。基座91与活动部94之间设置有驱使活动部94摆动的动力件92，动力件92为电机，电机安装于连接杆93端部，且电机的输出轴与活动部94的回转轴同轴连接。
37.固定板97固定在活动部94远离基座91的一端，活动板96一端铰接于活动部94远离基座91的一端。驱动件95为微型气缸，微型气缸一端铰接于连接臂的活动部94，另一端铰接于活动板96背离固定板97的一侧。活动板96通过微型气缸的伸缩来实现摆动。当微型气缸伸长时，活动板96朝固定板97方向摆动，并对两块焊件10的端部夹紧，从而达到对两块焊件10进行夹持的功能。
38.移动机构包括纵向丝杆传动组件5、竖向丝杆传动组件4以及两个横向丝杆传动组件6。两个横向丝杆传动组件6纵向分布。
39.纵向丝杆传动组件5的底座架设在两个横向丝杆传送组件上，且横向丝杆传动组件6的丝杆螺纹贯穿纵向丝杆传动组件5的底座，通过横向丝杆传动组件6的电机驱动，实现纵向丝杆组件横向移动的功能。
40.竖向丝杆传动组件4的底座位于纵向丝杆传动组件5朝向机箱的一侧，纵向丝杠传送组件的丝杆螺纹贯穿竖向丝杆传动组件4的底座，通过纵向丝杆传动组件5的电机驱动，实现竖向丝杆组件纵向移动的功能。
41.竖向丝杆传动组件4的丝杆竖直螺纹贯穿夹持机构9的基座91，通过竖向丝杆传动组件4的电机驱动，实现基座91竖向移动的功能。
42.本技术实施例1的实施原理为：参照图2和图3，在对两块焊件10进行焊接之前，先通过夹持机构9的固定板97和活动板96对两块叠合的焊件10的端部进行夹持，此时，连接臂的基座91处的连接杆93与活动部94呈90
ꢀº
设置，且焊件10沿加热丝8的环绕轴线竖直伸入加热丝8内部，通过机箱的电源对加热丝8进行加热，从而达到对焊件10预热的目的。
43.在焊件10预热结束后，竖向丝杆传动组件4驱使基座91上移，以带动焊件10从加热丝8内抽离，然后，纵向丝杆传动组件5驱使竖向丝杆传动组件4纵向移动，使得焊件10靠近焊座3的方向移动，当焊件10与焊座3位于同一个竖直平面内时，启动动力件92，以驱使活动部94上摆，直至活动部94与连接杆93呈一条直线时，停止动力件92。然后起到横向丝杆传动组件6，使得焊件10移动至焊座3正上方。然后竖向丝杆传动组件4驱使基座91下移，并带动焊件10下移，直至焊件10放置在焊座3上，接着启动复合焊接机构2，完成两块焊件10的焊接工作。
44.实施例2和实施例1不同之处在于：参照图4，加热丝8的环绕轴线水平纵向设置。另外，活动部94的回转轴线竖直设置。加热丝8和焊座3位于同一高度。
45.本技术实施例2的实施原理为：在对两块焊件10进行焊接之前，连接臂的基座91处的连接杆93与活动部94呈90
ꢀº
设置，且位于同一水平面。且焊件10沿加热丝8的环绕轴线水平纵向伸入加热丝8内部，通过机箱的电源对加热丝8进行加热，从而达到对焊件10预热的目的。
46.在焊件10预热结束后，纵向丝杆传动组件5驱使基座91朝焊座3方向纵向移动，以带动焊件10从加热丝8内抽离，直至焊件10与焊座3位于同一个竖直平面内时，启动动力件92，以驱使活动部94在水平面上朝焊座3方向摆动，，直至活动部94与连接杆93呈一条直线时，停止动力件92。然后起到横向丝杆传动组件6，使得焊件10移动至焊座3正上方，然后竖向丝杆传动组件4驱使基座91下移，并带动焊件10下移，直至焊件10放置在焊座3上，接着启动复合焊接机构2，完成两块焊件10的焊接工作。
47.实施例3和其他两个实施例不同之处在于：参照图5和图6，加热丝8的环绕轴线横向设置，且连接臂中的基座91和活动部94为固定结构，连接臂横向设置。在移动机构驱使夹持机构9朝焊座3方向移动时，先通过横向丝杆传动组件6驱使纵向丝杆传动组件5往远离加热丝8方向移动，使得焊件10从加热丝8内抽出，然后纵向丝杆传动组件5驱使竖向丝杆传动组件4朝焊座3方向移动，直至焊件10与焊座3的表面处于同一横向直线中，所述横向丝杆传动组件6驱使纵向丝杆传动组件5朝焊座3方向移动，直至焊件10移动至焊座3上方，然后竖向丝杆传动组件4驱使基座91下移，并带动焊件10下移，直至焊件10放置在焊座3上，接着启动复合焊接机构2，完成两块焊件10的焊接工作。
48.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种超声波电磁感复合一体焊接装置，其特征在于：包括：夹持机构(9)，所述夹持机构(9)用于夹持两块焊件(10)；预热机构，所述预热机构用于对两块焊件(10)进行加热；焊座(3)，所述焊座(3)用于放置两块焊件(10)；移动机构，所述夹持机构(9)与移动机构连接，在所述夹持机构(9)的两块焊件(10)完成预热后，所述移动机构驱使夹持机构(9)朝焊接座方向移动，所述夹持机构(9)将两块焊接机构放置在所述焊座(3)上；复合焊接机构(2)，所述复合焊接机构(2)用于对焊座(3)上的两块焊件(10)进行焊接。2.根据权利要求1所述的超声波电磁感复合一体焊接装置，其特征在于：所述预热机构包括加热丝(8)以及用于给加热丝(8)供电的供电组件(7)，对两块焊件(10)进行加热时，所述加热丝(8)环绕于焊件(10)外周。3.根据权利要求1所述的超声波电磁感复合一体焊接装置，其特征在于：所述夹持机构(9)包括与所述移动组件连接的连接臂、与所述连接臂连接的固定板(97)、与所述连接臂铰接的活动板(96)以及驱使所述活动板(96)摆动的驱动件(95)；所述夹持机构(9)对两块焊件(10)进行夹持时，所述驱动件(95)驱使活动板(96)朝固定板(97)方向摆动，两块焊件(10)夹紧于固定板(97)和活动板(96)之间。4.根据权利要求3所述的超声波电磁感复合一体焊接装置，其特征在于：所述驱动件(95)为微型气缸，所述微型气缸一端铰接于连接臂，另一端铰接于活动板(96)，活动板(96)通过微型气缸的伸缩来实现摆动。5.根据权利要求3所述的超声波电磁感复合一体焊接装置，其特征在于：所述加热丝(8)的环绕轴线竖直设置，所述连接臂包括基座(91)以及活动部(94)，所述基座(91)与移动机构连接，所述活动部(94)与基座(91)铰接，所述活动部(94)的回转轴线水平设置，所述基座(91)与活动部(94)之间设置有驱使活动部(94)摆动的动力件(92)。6.根据权利要求3所述的超声波电磁感复合一体焊接装置，其特征在于：所述加热丝(8)的环绕轴线水平设置，所述连接臂包括基座(91)以及活动部(94)，所述基座(91)与移动机构连接，所述活动部(94)与基座(91)铰接，所述活动部(94)的回转轴线竖直设置，所述基座(91)与活动部(94)之间设置有驱使活动部(94)摆动的动力件(92)。7.根据权利要求3所述的超声波电磁感复合一体焊接装置，其特征在于：所述移动机构包括横向丝杆传动组件(6)、纵向丝杆传动组件(5)以及竖向丝杆传动组件(4)，所述焊座(3)与所述加热丝(8)两者纵向分布，所述竖向丝杆传动组件(4)用于驱使夹持机构(9)竖向移动，所述纵向丝杆传动组件(5)用于驱使竖向丝杆传动组件(4)纵向移动，所述横向丝杆传动组件(6)用于驱使纵向丝杆组件横向移动。8.根据权利要求7所述的超声波电磁感复合一体焊接装置，其特征在于：所述加热丝(8)的环绕轴线横向设置，所述连接臂横向设置，所述移动机构驱使夹持机构(9)朝焊座(3)方向移动时，所述横向丝杆传动组件(6)驱使纵向丝杆传动组件(5)往远离加热丝(8)方向移动，直至焊件(10)从加热丝(8)中抽离，所述纵向丝杆传动组件(5)驱使竖向丝杆传动组件(4)朝焊座(3)方向移动，直至焊件(10)与焊座(3)的表面处于同一横向直线中，所述横向丝杆传动组件(6)驱使纵向丝杆传动组件(5)朝焊座(3)方向移动，直至焊件(10)移动至焊座(3)上方。

技术总结
本申请公开了一种超声波电磁感复合一体焊接装置，其包括夹持机构、预热机构、焊座、移动机构，所述夹持机构用于夹持两块焊件；所述预热机构用于对两块焊件进行加热；所述焊座用于放置两块焊件；所述夹持机构与移动机构连接，在所述夹持机构的两块焊件完成预热后，所述移动机构驱使夹持机构朝焊接座方向移动，所述夹持机构将两块焊接机构放置在所述焊座上；复合焊接机构，所述复合焊接机构用于对焊座上的两块焊件进行焊接。在焊接前，对焊件进行预热，可以在焊接过程中提前达到焊件的熔点，以满足复合焊接机构在极短时间完成焊接工作的要求，有利于提高焊件焊接牢固性。有利于提高焊件焊接牢固性。有利于提高焊件焊接牢固性。


技术研发人员：涂福荣 邓华祥 周军良
受保护的技术使用者：广州市腾惠超声波技术有限公司
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/10/15