1、随着硬脆性复合材料应用的日益广泛，其加工难度不断的提高，对加工效率和表面上的质量的要求也随之提高。大功率焊接换能器作为焊接技术的核心，其性能至关重要。然而，传统横向焊接换能器振幅大，易导致薄脆材料震裂，难以满足当前加工需求。复合压电振动系统因此成为研究焦点，其加工效率和表面上的质量优于单一振动模式。但仍面临技术挑战：一是扭向与纵向压电陶瓷片的设置和耦合干扰能量输出，降低焊接效率和能量转换效率，甚至损坏设备；二是压电陶瓷片与连接杆的隔离措施不完善，存在电火花或短路风险；三是焊接头灵活性不足，无法根据工件特性调整能量输出，影响焊接效果。
1、本实用新型要解决的技术问题是：克服现存技术的不足，提供一种大功率压电焊接换能器。
3、一种大功率压电焊接换能器，包括换能装置和激发装置，所述换能装置包含夹心式纵-扭结构，以及设置于夹心式纵-扭结构两侧的前端盖和后端盖；夹心式纵-扭结构包括间隔设置于连接杆上的扭向压电陶瓷片和纵向压电陶瓷片，连接杆贯穿于后端盖并通过预紧螺帽做固定；夹心式纵-扭结构的能量激发点处设置有变幅杆，变幅杆的一端连接前端盖，变幅杆的另一端连接焊接头，变幅杆通过焊接头对能量进行大功率热能输出。
4、本技术方案通过扭向压电陶瓷片和纵向压电陶瓷片间隔设置于连接杆上，确保两者能量互不干扰，同时又能通过连接杆实现耦合；焊接头直接与工件接触，将变幅杆传递的能量转换为焊接所需的热能。具体地，激发装置提供高频交流电，激励夹心式纵-扭结构工作，夹心式纵-扭结构的能量通过连接杆传递变幅杆，纵-扭复合能量经由变幅杆放大并传递到焊接头。焊接头将激发能量转换为焊接所需的热能，实现工件的焊接。
5、另外，根据本实用新型上述提出大功率压电焊接换能器还具有如下附加技术特征：
6、根据本实用新型的一个实施例，所述连接杆上设置有两道凹槽，两道凹槽分别通过绝缘套筒与对应的扭向压电陶瓷片、纵向压电陶瓷片相连。
7、本技术方案通过设置两道凹槽在连接杆上，并通过绝缘套筒将扭向压电陶瓷片和纵向压电陶瓷片与对应的凹道相连，以实现压电陶瓷片与连接杆的稳定连接和隔离。
8、根据本实用新型的一个实施例，所述扭向压电陶瓷片和纵向压电陶瓷片的材料均为pzt-8，采用相同频率但不同相位的两相正弦电压激励，两相正弦电压激励之间有90°的相位差。
9、本技术方案通过采用pzt-8材料制作扭向压电陶瓷片和纵向压电陶瓷片，并使用相同频率但不同相位的两相正弦电压激励（相位差为90°），以产生纵-扭复合的能量。
10、根据本实用新型的一个实施例，所述扭向压电陶瓷片和纵向压电陶瓷片分别独立连接外部激励电源，任一外部激励电源处于开路状态，则焊接头输出单一能量；同步闭合外部激励电源，则焊接头输出复合能量。
11、本技术方案通过分别独立连接扭向压电陶瓷片和纵向压电陶瓷片到外部激励电源，并控制外部激励电源的开关状态，以实现焊接头输出单一能量或复合能量。
12、根据本实用新型的一个实施例，所述变幅杆为柱状结构，其直径从前端盖向焊接头方向逐渐递减。
14、根据本实用新型的一个实施例，所述焊接头螺纹固定于变幅杆的末端并与工件相接触。
15、本技术方案通过将焊接头螺纹固定于变幅杆的末端，并与工件相接触，以确保焊接头能够稳定地将能量传递给工件，实现焊接过程。
17、（1）通过扭向压电陶瓷片和纵向压电陶瓷片的间隔设置和耦合，确保两者能量互不干扰，实现大功率压电输出，提高焊接效率。
18、（2）通过设置凹槽和绝缘套筒，实现压电陶瓷片与连接杆的隔离，确保焊接过程的安全性。
19、（3）焊接头直接将变幅杆传递的能量转换为焊接所需的热能，同时经过控制外部激励电源的开关状态，实现单一能量或复合能量，提高焊接的灵活性。
1.一种大功率压电焊接换能器，包括换能装置和激发装置，其特征是，所述换能装置包含夹心式纵-扭结构，以及设置于夹心式纵-扭结构两侧的前端盖(5)和后端盖(3)；夹心式纵-扭结构包括间隔设置于连接杆(1)上的扭向压电陶瓷片(9)和纵向压电陶瓷片(10)，连接杆(1)贯穿于后端盖(3)并通过预紧螺帽(2)做固定；夹心式纵-扭结构的能量激发点处设置有变幅杆(6)，变幅杆(6)的一端连接前端盖(5)，变幅杆(6)的另一端连接焊接头(7)，变幅杆(6)通过焊接头(7)对能量进行大功率热能输出。
2.如权利要求1所述的大功率压电焊接换能器，其特征是，所述连接杆(1)上设置有两道凹槽，两道凹槽分别通过绝缘套筒(8)与对应的扭向压电陶瓷片(9)、纵向压电陶瓷片(10)相连。
3.如权利要求1所述的大功率压电焊接换能器，其特征是，所述扭向压电陶瓷片(9)和纵向压电陶瓷片(10)的材料均为pzt-8，采用相同频率但不同相位的两相正弦电压激励，两相正弦电压激励之间有90°的相位差。
4.如权利要求1所述的大功率压电焊接换能器，其特征是，所述扭向压电陶瓷片(9)和纵向压电陶瓷片(10)分别独立连接外部激励电源，任一外部激励电源处于开路状态，则焊接头(7)输出单一能量；同步闭合外部激励电源，则焊接头(7)输出复合能量。
5.如权利要求1所述的大功率压电焊接换能器，其特征是，所述变幅杆(6)为柱状结构，其直径从前端盖(5)向焊接头(7)方向逐渐递减。
6.如权利要求1所述的大功率压电焊接换能器，其特征是，所述焊接头(7)螺纹固定于变幅杆(6)的末端并与工件相接触。
本技术涉及焊接装置技术领域，具体涉及一种大功率压电焊接换能器。本技术包括换能装置和激发装置，所述换能装置包含夹心式纵‑扭结构，以及设置于夹心式纵‑扭结构两侧的前端盖和后端盖；夹心式纵‑扭结构包括间隔设置于连接杆上的扭向压电陶瓷片和纵向压电陶瓷片，连接杆贯穿于后端盖并通过预紧螺帽做固定；夹心式纵‑扭结构的能量激发点处设置有变幅杆，变幅杆的一端连接前端盖，变幅杆的另一端连接焊接头，变幅杆通过焊接头对能量进行大功率热能输出。本技术通过扭向压电陶瓷片和纵向压电陶瓷片的间隔设置和耦合，确保两者能量互不干扰，实现大功率压电输出，提高焊接效率。
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