本實用新型涉及超聲波焊接，更具體地涉及一種超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在汽車領(lǐng)域中，塑料的焊接大部分通過超聲波焊接來進行。在進行超聲波焊接時，焊頭在垂直方向以每秒幾萬次的頻率上下振動，這種達到一定振幅的高頻振動波傳遞到需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使焊頭與工件的整個接觸面磨擦產(chǎn)生熱能，使塑料磨擦熔化而形成鉚頭。

當(dāng)焊頭連續(xù)進行焊接時，焊頭溫度會上升。如果不及時進行冷卻，就會影響焊接質(zhì)量，導(dǎo)致拉絲或帶走下層工件焊接形成的鉚頭；而且，焊頭會出現(xiàn)失頻現(xiàn)象，造成焊接故障。

在現(xiàn)有技術(shù)中，目前國內(nèi)外單個焊接單元連續(xù)焊接時，焊頭通常采用散熱快的鋁合金材料形成，而且該焊頭的冷卻方式采用風(fēng)冷卻。以汽車內(nèi)飾領(lǐng)域最常用料聚丙烯(PP)的冷卻為例，冷卻時間基本在2秒左右，風(fēng)冷效率低，影響整體生產(chǎn)進度。另外，實踐表明，該鋁合金焊頭容易磨損，使用壽命短。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的效率低下的問題，本實用新型旨在提供一種超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)。

本實用新型所述的超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)，包括換能器、調(diào)幅器和焊頭，其中，換能器通過第一連接元件固定連接于調(diào)幅器的頂端，而焊頭通過第二連接元件固定連接于調(diào)幅器的底端，該超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)還包括有水管、進水接頭和出水接頭，調(diào)幅器的內(nèi)部具有貫通孔，焊頭的內(nèi)部具有長沉孔，水管連通該貫通孔和長沉孔，進水接頭與該貫通孔連通，出水接頭與長沉孔連通。

焊頭由鈦合金制成。

第二連接元件為空心連接螺絲，其設(shè)置于貫通孔的底端和長沉孔的頂端。

水管的頂端固定于該空心連接螺絲的中空孔內(nèi)，而底端伸入長沉孔中。

該水管的底端延伸至臨近長沉孔的底部的位置。

該長沉孔的底部臨近焊頭的自由端設(shè)置。

第一連接元件為實心連接螺絲，其設(shè)置于貫通孔的頂端并封閉該頂端。

該實心連接螺絲的外側(cè)設(shè)置有密封圈。

進水接頭和出水接頭分別與冷水機連接。

進水接頭垂直于該貫通孔設(shè)置，出水接頭垂直于該長沉孔設(shè)置。

本實用新型的超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)通過進水接頭將冷卻水導(dǎo)入調(diào)幅器內(nèi)部的貫通孔，繼而通過水管將冷卻水導(dǎo)入焊頭內(nèi)部的長沉孔，從而利用該冷卻水對焊頭進行冷卻，既確保了焊接質(zhì)量，又縮短了焊接周期。另外，本實用新型的超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)的焊頭由鈦合金制成，提高了焊頭的使用壽命。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實用新型的超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)的爆炸圖；

圖2是根據(jù)本實用新型的超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)的剖視圖。

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。

圖1是根據(jù)本實用新型的超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)的爆炸圖，其示出了超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)包括換能器1、調(diào)幅器2、焊頭3、水管4、進水接頭5和出水接頭6。其中，換能器1通過第一連接元件7固定連接于調(diào)幅器2的頂端，而焊頭3通過第二連接元件8固定連接于調(diào)幅器2的底端。由于換能器1、調(diào)幅器2和焊頭3在本實用新型中所起到的基本作用與現(xiàn)有技術(shù)中大致類似，因此在此不再贅述其基本功能，以下僅對其與現(xiàn)有技術(shù)中不同的部分進行描述。

如圖2所示，調(diào)幅器2的內(nèi)部具有貫通孔21，進水接頭5大體垂直于該貫通孔21設(shè)置并與該貫通孔21連通，從而可以借助于該進水接頭5將冷卻水導(dǎo)入貫通孔21內(nèi)。焊頭3的內(nèi)部具有長沉孔31，出水接頭6大體垂直于該長沉孔31設(shè)置并與該長沉孔31連通，從而可以借助于該出水接頭6將冷卻水導(dǎo)出長沉孔31。在本實施例中，該進水接頭5和出水接頭6分別與冷水機連接。該長沉孔31的底部臨近焊頭3的自由端(與工件接觸的端部)設(shè)置，以便于利用冷卻水快速地對自由端進行冷卻。

在本實施例中，第一連接元件7為實心連接螺絲，其設(shè)置于調(diào)幅器2的貫通孔21的頂端并封閉該頂端，以阻止貫通孔21內(nèi)的水進入換能器1。優(yōu)選地，該實心連接螺絲的外側(cè)設(shè)置有密封圈，以進一步加強密封功能。

在本實施例中，第二連接元件8為空心連接螺絲，其設(shè)置于調(diào)幅器2的貫通孔21的底端和焊頭3的長沉孔31的頂端。兩端敞開的水管4的頂端固定于該空心連接螺絲的中空孔內(nèi)，而底端伸入長沉孔31中。優(yōu)選地，該水管4的底端延伸至臨近長沉孔31的底部的位置，以使貫通孔21內(nèi)的水沿著水管4流入長沉孔31的底部。

根據(jù)本實用新型的超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)的作用機理如下：來自于冷水機中的冷卻水依次經(jīng)過進水接頭5進入調(diào)幅器2內(nèi)部的貫通孔21，經(jīng)過水管4進入焊頭3內(nèi)部的長沉孔31，經(jīng)過水管4與焊頭3之間的間隙后借由出水接頭6回到冷水機，如此循環(huán)。如果將冷水機的水溫設(shè)置在10℃左右，可以在連續(xù)焊接時保持焊頭3在10℃左右的恒溫狀態(tài)，從而達到快速冷卻效果，提高生產(chǎn)效率。如此，冷卻水的溫度可以根據(jù)需要進行控制，優(yōu)選將水溫控制在0℃至室溫之間。

相比于現(xiàn)有技術(shù)中的風(fēng)冷方式，本實用新型用水進行冷卻，效率更高，因為水的比熱容是空氣的四倍。物體的比熱容：c＝Q/(m*(t2-t1)，Q——物體吸收或者放出的熱量；m——物體的質(zhì)量；t1、t2——分別為物體吸熱或者放熱前后的溫度。因此，通過本實用新型的超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)，使焊接時工件的冷卻時間大幅降低。以汽車內(nèi)飾的最常用料聚丙烯(PP)的冷卻為例，冷卻時間基本在1秒左右，是原來冷卻時間的一半，焊接質(zhì)量保持相同。

相比于現(xiàn)有技術(shù)中的鋁合金焊頭，本實用新型的超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)的焊頭3改為鈦合金，提高了焊頭的使用壽命。

綜上所述，本實用新型的超聲波焊頭快速冷卻系統(tǒng)既提高了焊頭的使用壽命，又縮短了焊接周期。

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。