超声波三联组及超声波焊头的制作方法

1.本实用新型涉及超声波焊接领域，尤其涉及一种超声波三联组及超声波焊头。


背景技术：

2.超声波焊接技术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的焊接工艺，其在例如汽车锂电池制造领域中有着广泛的应用。
3.为提升焊接效率，现有的超声波焊接工艺中存在许多对于双焊头、多焊头的改进。如申请号为“201911345022.0”的发明专利就提供了一种超声波焊头，其中公开了一种具有两个焊头单元的焊头，焊头还具有朝向焊头单元的一侧延伸的连接部，焊头夹紧装置对焊头进行夹紧，在焊接过程中通过压紧头对焊头的连接部施压。
4.然而，因为双点或多点焊接时负载很大，一般需要的压力也很大，现有的双焊头、多焊头在大压力下焊头变形严重，焊印不均匀，同时，当双焊印或多焊印距离较远时，焊头增益很难做大，焊接时功率低，容易虚焊，而通过将焊头前半部分变细或变窄等方式去增大焊头增益，又会使得焊头的刚性进一步降低，受力变形情况恶化，上述情况使得焊头的设计存在一定局限性，常难以取得所欲得到的焊印。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个目的在于提供一种超声波焊头，能够实现双点、多点同时焊接。
6.本实用新型的另一个目的在于提供一种超声波三联组，其包括如前所述的超声波焊头。
7.为实现前述目的的超声波焊头，用于超声波焊接，所述超声波焊头在超声波焊接过程中通过工作部与待焊接工件相接触，包括：
8.摆杆，具有第一端以及第二端，所述第二端具有所述工作部；
9.声学杆，一端在所述第一端与所述第二端之间与所述摆杆连接；以及
10.连接部，设置于所述第一端；
11.其中，所述第二端设置有至少一个槽体，所述槽体将所述工作部分为至少两个。
12.在一个或多个实施方式中，所述摆杆具有厚度方向，所述槽体贯穿地开设于所述第二端，以将所述工作部分割为至少两个。
13.在一个或多个实施方式中，所述摆杆具有厚度方向，并被所述声学杆分成上摆杆以及下摆杆，所述下摆杆具有所述第二端；
14.其中，所述下摆杆具有靠近所述声学杆的第一段以及靠近所述第二端的第二段，沿所述厚度方向，所述第一段具有第一厚度，所述第二段具有第二厚度，所述第一厚度与所述第二厚度不同。
15.在一个或多个实施方式中，所述摆杆具有宽度方向，并被所述声学杆分成上摆杆以及下摆杆，所述下摆杆具有所述第二端；
16.其中，所述下摆杆具有靠近所述声学杆的本体段以及靠近所述第二端的工作段，沿所述宽度方向，所述本体段具有第一宽度，所述工作段具有第二宽度，所述第二宽度大于所述第一宽度，所述本体段与所述工作段的连接处具有弧形过渡段。
17.在一个或多个实施方式中，沿所述宽度方向，所述声学杆具有第三宽度，所述第三宽度具有与所述第二宽度相匹配的宽度。
18.在一个或多个实施方式中，所述摆杆在所述宽度方向上轴对称。
19.在一个或多个实施方式中，所述声学杆沿其轴向呈变截面结构。
20.在一个或多个实施方式中，所述摆杆与所述声学杆为一体件。
21.为实现前述另一目的的超声波三联组，包括换能器、调幅器以及如前所述的超声波焊头。
22.本实用新型的进步效果包括以下之一或组合：
23.本超声波焊头中，槽体是开设于摆杆的第二端，从而将超声波焊头的工作部分为两个或多个，以在超声波焊接的过程中能给通过两个或多个工作部实现双点或多点焊接，提升了焊接效率。同时，因为焊头为楔杆结构，大压力下焊印位置变形很低，即便是将焊头本体前端工作部变细或变窄以提高焊头增益，也不会使得焊头受力变形加大，因此，该采用本超声波焊头结构可有效减少现有双点或多点焊头存在的问题从而减少虚焊现象。
附图说明
24.本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
25.图1示出了一实施方式下超声波焊头的正面立体示意图；
26.图2示出了一实施方式下超声波焊头的侧面立体示意图；
27.图3示出了一实施方式下超声波焊头的侧面示意图；
28.图4示出了另一实施方式下超声波焊头的立体示意图；
29.图5示出了又一实施方式下超声波焊头的立体示意图；
30.图6示出了再一实施方式下超声波焊头的立体示意图。
具体实施方式
31.下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本技术的保护范围进行限制。
32.为提升超声波焊接的效率，如下一个或多个实施方式提供了超声波焊头，如图1示出了一实施方式下超声波焊头的正面立体示意图，图2示出了一实施方式下超声波焊头的侧面立体示意图，图3示出了一实施方式下超声波焊头的侧面示意图。这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。
33.可以理解的是，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例，如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”并不一定是指同一实施例。
34.超声波焊头用于超声波焊接，焊头整体为楔杆结构，其具有工作部1，可以理解的是，工作部1是超声波焊头在超声波焊接过程中与待焊接工件相接触的部位。超声波焊头包括摆杆2、声学杆3以及连接部4。
35.摆杆2具有第一端21以及第二端22，工作部1是位于摆杆21的第二端22处。可以理解的是，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。另外，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本技术保护范围的限制。
36.声学杆3的一端31与摆杆2相连接，且连接处位于摆杆的第一端21与第二端22之间，连接部4设置于摆杆2的第一端处。在超声波焊接过程中，超声振动沿其声学杆3的轴线方向传递至摆杆2，连接部4与超声波焊机中的夹持机构连接，用于对摆杆施加压力，压力通过工作部1传递至待焊接工件的表面处。
37.其中，摆杆2的第二端22处开设有槽体20，该槽体20的数量可以是一个或多个，在图1至图3中所示出的一个或多个实施方式中，槽体20是开设于摆杆2第二端22的一个，从而将超声波焊头的工作部1分为两个，在图中呈现为第一工作部11以及第二工作部12，从而在超声波焊接的过程中能给通过第一工作部11以及第二工作部12实现双点焊接，提升了焊接效率。同时，由于连接部4以及工作部1分别位于摆杆2的两端，焊头整体为楔杆结构，大压力下工作部1所形成的焊印位置变形很低，即便是将焊头本体前端工作部变细或变窄以提高焊头增益，也不会使得焊头受力变形加大，因此，该采用本超声波焊头结构可有效减少现有双点或多点焊头存在的问题从而减少虚焊现象。
38.虽然超声波焊头的一个实施例如上所述，但是在超声波焊头的其他实施例中，超声波焊头相对于上述实施例在许多方面都可以具有更多的细节，并且这些细节的至少一部分可以具有多样的变化。下面以一些实施例对这细节和些变化中的至少一部分进行说明。
39.在超声波焊头的一个实施方式中，摆杆2具有厚度方向w，槽体20是如图1至图3所示实施方式、贯穿地开设于第二端22，以使得工作部1被分割成两工作部：第一工作部11以及第二工作部12。可以理解的是，文中所述的“分割”是指工作部1在物理意义上被分开，即如图中所示的实施方式中，第一工作部11以及第二工作部12之间无连接关系。
40.在其他一些与图中所示不同的实施方式中，槽体20可以是开设在第二端22，但并未沿其厚度方向w贯穿地开设。如当槽体20的数量为一个时，工作部1会被划分为第一工作部11以及第二工作部12，该“划分”所指的第一工作部11以及第二工作部12在焊接过程中彼此之间可作为独立的焊头工作部，但第一工作部11以及第二工作部12之间可以存在一定的连接关系，如槽体20可以是开设于第二端22端面内的槽，第一工作部11以及第二工作部12在槽的外周存在一定的连接部。
41.可以理解的是，如前所一个或多个实施方式中所述的槽体20将超声波焊头的工作部1分为至少两个，包含至少如下两种实施方式：槽体20将超声波焊头的工作部1分割为至少两个，以及槽体20将超声波焊头的工作部1划分为至少两个。
42.请参见图1，在超声波焊头的一个或多个实施方式中，摆杆2具有厚度方向w，并被
声学杆3分为上摆杆23以及下摆杆24，即以图1至图3所示方向中，位于声学杆3上方的为上摆杆23，位于声学杆下方的为下摆杆24。上摆杆23具有第一端21，下摆杆24具有第二端22。在下摆杆24中，其具有靠近声学杆3的第一段241以及靠近第二端22的第二段242，沿摆杆2的厚度方向w，第一段241具有第一厚度w1，第二段242具有第二厚度w2。其中，第一厚度w1与第二厚度w2不同。可以理解的是，第一段241与第二段242之间的划分是依据第一厚度w1以及第二厚度w2。通过设置具有不同厚度的第一段241以及第二段242，可以实现超声波焊头的工作部1具有不同大小的焊印，例如在如图中所示的实施方式中，第二厚度w2大于第一厚度w1，从而能给取得具有更大厚度的焊印。
43.请参见图3，在超声波焊头的一个或多个实施方式中，摆杆2具有宽度方向b，下摆杆24具有靠近声学杆3的本体段243以及靠近第二端22的工作段244。沿宽度方向b，本体段243具有第一宽度b1，工作段244具有第二宽度b2，第二宽度b2大于第一宽度b1，本体段243与工作段244的连接处具有弧形过渡段245。可以理解的是，本体段243与工作段244之间的划分是依据第一宽度b1以及第二宽度b2。通过设置第二宽度b2大于第一宽度b1，可以实现超声波焊头的工作部1能给被划分为具有两个或多个工作部1，同时过渡段245的设置能减少因工作段244的宽度过大而产生的应力集中。
44.请继续参见图3，在超声波焊头的一个或多个实施方式中，声学杆具有第三宽度b3，该第三宽度b3具有与第二宽度b2相匹配的宽度。其中，相匹配是指第三宽度b3与第二宽度b2的大小相等或接近，当工作段244的第二宽度b2较大时，设置与第二宽度b2的大小相等或接近的第三宽度b3能给提高超声波焊头的整体刚性。
45.请继续参见图3，在超声波焊头的一个或多个实施方式中，摆杆2在宽度方向b上呈轴对称，从而保证被分割后的两个或多个焊头工作部受力均匀，保证双点、多点焊接过程中的焊接质量。
46.在前述一个或多个实施方式中所记载的超声波焊头的基础上，超声波焊头还可以存在如下一个或多个方面的变形或变化，以下仅针对该些实施方式中的变化进行阐述。
47.在超声波焊头的一个或多个实施方式中，如图4所示，摆杆2具有长度方向l，在该长度方向l上，上摆杆23的长度要大于下摆杆24的长度，以使其适用于上摆杆横向空间不受限且下摆杆无需较大避位的横向焊接场合。当然，在一些合适的实施方式中，上摆杆23的长度可以配置为小于或等于下摆杆24的长度，以适应不同的焊接场合。
48.在超声波焊头的一个或多个实施方式中，如图5所示，声学杆3沿其轴向呈变截面结构，以增大焊头的增益。当然，在其他一些与图中所示不同的实施方式中，声学杆3的构型还可以存在许多变形或变化。如声学杆3可以为如图中所示、呈圆柱形结构，也可以为方形结构，也可以是其它变截面的结构。
49.在超声波焊头的一个或多个实施方式中，如图6所示，槽体20是开设于摆杆2第二端22的两个，从而将超声波焊头的工作部1分为三个，在图中呈现为第一工作部11、第二工作部12以及第三工作部13，从而在超声波焊接的过程中能给通过三个工作部实现三点焊接。在其他一些合理的实施方式中，槽体20可以是三个、四个或多个，从而实现将工作部分为多个，实现同时进行更多点的焊接。
50.在超声波焊头的一个或多个实施方式中，摆杆2与声学杆3为一体件，其是由同一毛坯或原材料，通过包括但不限于如机加工、铸造成型或增材制造等一体成型工艺成形的
一体式结构。当然在其他一些合适的实施方式中，摆杆2与声学杆3可以是分别制造后，通过焊接或紧固件连接的方式连接而成。
51.如前所述一个或多个实施方式中，连接件4的构型还可以存在许多变形或变化。如连接件4可以为如图中所示、呈具有楔形结构的方形块状结构，也可以为具有孔部的连接结构，或是其他合适夹持的连接结构。
52.如前所述的一个或多个实施方式中所记载的超声波焊头可以应用于超声波三联组中，超声波三联组还包括换能器以及调幅器。
53.需要注意的是，如前所述的一个或多个实施方式及其变换方式可以进行适当组合。
54.本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。