分切机超声波焊接机构原理与结构设计

介绍超声波焊接原理,焊接杌的结构、设计计算及应用.

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分切机超声波焊接机构原理与结构设计

范荣鑫

(辽宁省机构研究院有限公司辽宁沈阳

110032)

[摘要]介绍超声波焊接原理，焊接杌的结构、设计计算及应用。[关键词]超声波焊接结构设计中图分类号：THl2文献标识码：A

文章编号：1671--7597(2008)1010043--01

一、超声波焊接原理

超声波焊接是利用超声波频率(超过20KHz)的机械振动能量，连接同种或异种金属、半导体、塑料及金属陶瓷等材料的特殊焊接方法。超声波换能器把具有一定功率的超声波信号转换成相应的声能，再经过聚能器对超声波进行高度聚焦，使超声波能量变得更加强大，聚焦后的强大超声波施加到被焊接的金属片的界面，其物理效应在此发生强烈反应，进而瞬间激活金属晶格中的粒子，使金属片相合处的分子相互渗透而牢固地焊接在一起。

由于超声波焊接不存在热传导与电阻率问题，因此，对于不同厚度的有色金属箔、片，带材都能有效地进行理想的焊接，尤其是对最难焊接的铝及其合金材料的焊接质量，更能突出其无可比拟的优越性能。本文介绍的就是一种在铝箔分卷机中成功地开发及应用的铝箔超声波焊接机。

二、超声波焊接机的设计(一)焊接机的结构设计

图1为用于铝箔分卷机中的铝箔超声波焊接机。启动焊接机后，超声波发生器同时启动，焊接轮以一定的压力在焊接辊面上做纯滚动。当焊接机从焊接辊的一端行走至另一端时焊接便自动完成了。

接轮在焊接辊面上施以一定的压力，不工作时抬起，用弹簧复位。

在上述机构中，超声波发生器的电流，行动速度，压上机构的压力均可调。

(二)超声波发生器

超声波发生器是焊接机中的核心设备，其性能好坏直接影响焊接质量。在引进的KAMPF，SCHMUTZ分卷机中使用的皆为德国KLN公司产品。在使用中，焊接故障是多发问题。这给设备保养及维护工作带来诸多不便。超声波发生器国产化已是迫在眉睫的问题。在本分卷机的设计中，我们与中科院声学所合作，联合攻关，终于解决了超声波发生器国产化问题。为国内首创。

(三)有关计算

根据使用要求，焊接轮在铝箔表面滚动的同时，还要沿焊接辊轴向水平移动。这就要求焊接轮与辊面的切点的线速度V1与焊接机行走速度V2相等，即Vl=V2，以保证焊接轮在带材表面做纯滚动，否则，将撕裂带材。

焊接机传动关系如图2、3所示。

根据Vl=V2，焊接机齿轮齿数间有如下关系：

m×Z2×Zs=Z4×d

其中：111，齿轮模数；d，焊接轮直径。三、应用

本焊接机是为铝箔分卷机而设计的。目前，该分卷机已成功地在某大型铝加工厂中使用。可焊接厚度为0．0065～0．04m的铝及铝合金。焊缝连续牢固，足以满足生产使用要求。表i为不同厚度的铝箔所对应的焊接参数。

厚度(mm)O．01～O．0150．015～O．025

电流(A)

O．150．2O．3O．4

压力(bar)

11．51．52

速度(m／s)

O．3O．30．30．3

图一

在结构上，焊接机由以下几个部分组成，即超声波发生器、换能器、行走机构、升降机构、压下机构等组成。超声波发生器的有关内容将在下节论述。行走机构由减速电机通过一个介轮驱动1套齿轮齿条机构。齿条固定在机架上，当齿轮转动时，驱动焊接机行走；介轮用于将动力分配给另一套齿轮机构，用以传动焊接轮。升降机构由气缸驱动，带动焊接轮：当上焊接辊上的料焊完以后，焊接轮抬起(压下机构驱动)，再下降至下焊接辊，压上，焊接下焊接辊上的料。压下机构亦由气缸驱动，当焊接时，通过气缸焊

0．025～O．0350．035tO．04

四、结论

铝箔超声波焊接机饿功的开发及应用，较好地解决了铝箔分卷机中超

声波焊接机的国产化问题，亦为进口分卷机的维护，备件储备开辟了有效的途径。同时，超声波焊接机同样亦可用于其他金属及非金属材料，因此，铝箔超声波焊接机成功的开发及应用，对其他行业亦有借鉴意义。

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3．访问代价算法能够根据不同的访问代价选取访问代价最小的站点处理作业，因此在作业处理时，在作业量较少时处理时间锐减，但是当作业量增多时，造成一些作业的完成要花费更大代价。

4．综合访问代价算法能够考虑各空间数据处理单元的实际作业时间，从而在各空间数据处理单元之间形成了一个负载均衡的局面，所以随着作业量的增多其性能越来越好。

三、结论和展望

在未来的工作中，选择较好的负载均衡算法，并且能够更好的提高网格空间

库的性能，使空间

库在网格调度算法下出现更好的协同作

参考文献：