本實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)：

汽車保險杠上的雷達支架、霧燈支架等零件一般通過超聲波焊接固定在保險杠上。其中，一種常見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的圓柱形細針2′(下稱焊齒)，每個焊頭上約設有15～25根焊齒2′。在行業(yè)標準中，超聲波刺穿焊接應達到100N以上的焊接強度(下稱拉拔力)，且被焊接區(qū)域的背面不應出現(xiàn)可見的鼓包或縮印(下稱焊印)。

然而，當采用常規(guī)超聲波刺穿焊接焊頭進行焊接時，經(jīng)常出現(xiàn)拉拔力不足100N但已出現(xiàn)焊印的情況。對此，本實用新型亟待對現(xiàn)有超聲波刺穿焊接焊頭進行改進。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

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

為了實現(xiàn)上述目的，本實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。

進一步地，所述焊齒頭與所述焊齒本體一體成型。

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

本實用新型通過在焊齒本體上增設焊齒頭而將焊齒頂部由平面改成弧面，當其在焊接初始階段刺穿待焊物體時，由于接觸面積減小、壓強變大，刺穿過程更加容易，從而使超聲波發(fā)波的整個過程時間更短，其中產(chǎn)生的總熱量也更小，因而不易擴散到焊點背面形成焊?。煌瑫r，焊齒頂部的弧面形狀不會導致焊齒過尖，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為本實用新型超聲波刺穿焊接焊頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

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

本實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)。

在本實施例中，焊齒頭22與焊齒本體21一體成型。。

本實用新型的工作原理如下：當采用超聲波刺穿焊來焊接支架和保險杠時，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)換成相同頻率的機械振動，最后通過焊頭的放大效應將機械振動放大到20～40um。由于焊頭的焊齒上下振動，從而可以在接觸塑料時產(chǎn)生熱量使后者融化，當支架被焊齒刺穿后部分熔融物會進入支架與保險杠蒙皮之間的縫隙，蒙皮被焊齒刺入后對應體積的熔融物也會進入該縫隙，兩者熔融物同時凝固成一體后即實現(xiàn)支架與保險杠的焊接。本實用新型通過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、刺入蒙皮的整個過程中，由于接觸面積減小、壓強增大，使刺穿過程更容易，從而超聲波發(fā)波的時間更短，其中產(chǎn)生的總熱量也更小，使其不易擴散到焊點背面的油漆表面形成焊印。然而，另一方面，若焊齒設置過尖時，會使刺入蒙皮的體積減小，導致蒙皮產(chǎn)生的熔融物減少，從而使產(chǎn)生的拉拔力減小，此時，為得到足夠的蒙皮熔融物，焊齒必須刺入蒙皮更深，導致熱源更靠近油漆表面，從而又會形成焊印。在此情況下，本實用新型設計了弧面形狀焊齒頭，可同時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用新型改進的新超聲波刺穿焊接焊頭的工作性能：

表1

表2

對比表1、表2可以看出，本實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，拉拔力未降低而焊印減輕?？梢?，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠同時滿足拉拔力和焊印的要求。

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