本實(shí)用新型涉及超聲波焊接領(lǐng)域，尤其涉及一種超聲波刺穿焊接焊頭。

背景技術(shù)：

汽車保險(xiǎn)杠上的雷達(dá)支架、霧燈支架等零件一般通過(guò)超聲波焊接固定在保險(xiǎn)杠上。其中，一種常見(jiàn)的超聲波焊接形式為超聲波刺穿焊接，其采用的焊頭如圖1所示，包括焊頭底座1′以及固定在該焊頭底座1′上的直徑約1mm、高度約2～3mm的圓柱形細(xì)針2′(下稱焊齒)，每個(gè)焊頭上約設(shè)有15～25根焊齒2′。在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，超聲波刺穿焊接應(yīng)達(dá)到100N以上的焊接強(qiáng)度(下稱拉拔力)，且被焊接區(qū)域的背面不應(yīng)出現(xiàn)可見(jiàn)的鼓包或縮印(下稱焊印)。

然而，當(dāng)采用常規(guī)超聲波刺穿焊接焊頭進(jìn)行焊接時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)拉拔力不足100N但已出現(xiàn)焊印的情況。對(duì)此，本實(shí)用新型亟待對(duì)現(xiàn)有超聲波刺穿焊接焊頭進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種改進(jìn)的超聲波刺穿焊接焊頭，以滿足在超聲波刺穿焊接后達(dá)到100N以上的拉拔力且被焊接區(qū)域的背面不出現(xiàn)可見(jiàn)焊印的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種超聲波刺穿焊接焊頭，包括焊頭底座以及設(shè)置在所述焊頭底座上的若干焊齒，所述焊齒包括焊齒本體，所述焊齒本體的頂部設(shè)有焊齒頭，所述焊齒頭的頂面呈弧面。

優(yōu)選地，所述弧面為半橢球面。

進(jìn)一步地，所述焊齒頭與所述焊齒本體一體成型。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)在技術(shù)相比具有如下有益效果：

本實(shí)用新型通過(guò)在焊齒本體上增設(shè)焊齒頭而將焊齒頂部由平面改成弧面，當(dāng)其在焊接初始階段刺穿待焊物體時(shí)，由于接觸面積減小、壓強(qiáng)變大，刺穿過(guò)程更加容易，從而使超聲波發(fā)波的整個(gè)過(guò)程時(shí)間更短，其中產(chǎn)生的總熱量也更小，因而不易擴(kuò)散到焊點(diǎn)背面形成焊??；同時(shí)，焊齒頂部的弧面形狀不會(huì)導(dǎo)致焊齒過(guò)尖，可以保證刺入待焊物體的體積足夠大，使得產(chǎn)生的熔融物能夠滿足拉拔力要求。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有超聲波刺穿焊接焊頭的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型超聲波刺穿焊接焊頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，給出本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述，使能更好地理解本實(shí)用新型的功能、特點(diǎn)。

本實(shí)用新型的超聲波刺穿焊接焊頭如圖2所示，包括焊頭底座1以及設(shè)置在該焊頭底座1上的若干焊齒2。其中，各焊齒2包括一焊齒本體21，各焊齒本體21的頂部設(shè)有一焊齒頭22，各焊齒頭22的頂面呈向上拱起的弧面(優(yōu)選為半橢球面)。

在本實(shí)施例中，焊齒頭22與焊齒本體21一體成型。。

本實(shí)用新型的工作原理如下：當(dāng)采用超聲波刺穿焊來(lái)焊接支架和保險(xiǎn)杠時(shí)，首先由超聲波發(fā)生器將50hz市電提高到35khz，然后超聲波發(fā)生器輸出的電流通過(guò)超聲波環(huán)能器的壓電陶瓷將電能轉(zhuǎn)換成相同頻率的機(jī)械振動(dòng)，最后通過(guò)焊頭的放大效應(yīng)將機(jī)械振動(dòng)放大到20～40um。由于焊頭的焊齒上下振動(dòng)，從而可以在接觸塑料時(shí)產(chǎn)生熱量使后者融化，當(dāng)支架被焊齒刺穿后部分熔融物會(huì)進(jìn)入支架與保險(xiǎn)杠蒙皮之間的縫隙，蒙皮被焊齒刺入后對(duì)應(yīng)體積的熔融物也會(huì)進(jìn)入該縫隙，兩者熔融物同時(shí)凝固成一體后即實(shí)現(xiàn)支架與保險(xiǎn)杠的焊接。本實(shí)用新型通過(guò)將焊齒頂部由平面改成弧面，使焊齒頂部面積減小，在焊接初始階段刺穿支架、刺入蒙皮的整個(gè)過(guò)程中，由于接觸面積減小、壓強(qiáng)增大，使刺穿過(guò)程更容易，從而超聲波發(fā)波的時(shí)間更短，其中產(chǎn)生的總熱量也更小，使其不易擴(kuò)散到焊點(diǎn)背面的油漆表面形成焊印。然而，另一方面，若焊齒設(shè)置過(guò)尖時(shí)，會(huì)使刺入蒙皮的體積減小，導(dǎo)致蒙皮產(chǎn)生的熔融物減少，從而使產(chǎn)生的拉拔力減小，此時(shí)，為得到足夠的蒙皮熔融物，焊齒必須刺入蒙皮更深，導(dǎo)致熱源更靠近油漆表面，從而又會(huì)形成焊印。在此情況下，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了弧面形狀焊齒頭，可同時(shí)滿足拉拔力和焊印的要求。

表1和表2分別示出了現(xiàn)有超聲波刺穿焊接焊頭和本實(shí)用新型改進(jìn)的新超聲波刺穿焊接焊頭的工作性能：

表1

表2

對(duì)比表1、表2可以看出，本實(shí)用新型的新焊頭的工藝窗口大于原焊頭。例如，在焊接深度1.7mm、壓力1.9b的時(shí)候，拉拔力由表1中不合格的185N提高到表2中合格的213N，且焊印缺陷未出現(xiàn)。在焊接深度1.7mm、壓力2.2b時(shí)，拉拔力未降低而焊印減輕?？梢?jiàn)，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠同時(shí)滿足拉拔力和焊印的要求。

以上所述的，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本實(shí)用新型申請(qǐng)的權(quán)利要求書及說(shuō)明書內(nèi)容所作的簡(jiǎn)單、等效變化與修飾，皆落入本實(shí)用新型專利的權(quán)利要求保護(hù)范圍。本實(shí)用新型未詳盡描述的均為常規(guī)技術(shù)內(nèi)容。