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龙图腾网获悉天津工业大学申请的专利一种适用于超声波连续焊接的焊头及其设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116834296B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-12发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310914238.4，技术领域涉及：B29C65/08；该发明授权一种适用于超声波连续焊接的焊头及其设计方法是由姚福林;赵越;褚泽南;魏源设计研发完成，并于2023-07-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种适用于超声波连续焊接的焊头及其设计方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种适用于超声波连续焊接的焊头及其设计方法，属于热塑性复合材料焊接技术领域，包括焊头本体，焊头本体包括输入段、过渡曲面段和输出段，焊头本体的输入段和输出段为阶梯式，过渡曲面段呈“～”形，焊头本体长度方向的横截面为矩形。本发明通过输入段和输出段的尺寸参数以及过渡曲面段三次多项式曲线构建焊头本体长度方向截面面积分段函数，进而得到焊头本体。本发明的过渡曲线曲率连续，结构稳定，受力均匀，在纵向交变载荷与横向摩擦力的共同作用下仍有较高的抗变形能力，且可有效减少焊接区域产热集中现象，提高连续焊接的焊缝均匀性；同时，由于矩形横截面焊头在焊接过程中应力分布均匀，可有效提高接头强度。

本发明授权一种适用于超声波连续焊接的焊头及其设计方法在权利要求书中公布了：1.一种适用于超声波连续焊接的焊头的设计方法，其特征在于：包括焊头，所述焊头包括焊头本体，所述焊头本体包括输入段、过渡曲面段和输出段，所述焊头本体长度方向的横截面为矩形，该焊头本体为一体成型结构；所述焊头本体长度方向的横截面积函数为： ； 式中，Sx为焊头本体长度方向横截面积，w 0为输入段宽度，w 1为输出段宽度，d为焊头本体厚度，l 1为输入段长度，l 2为过渡曲面段长度，hx为过渡曲面段的过渡曲线函数，l为焊头本体长度；所述焊头本体的输出段与焊接方向垂直的两边位置设置为倒圆角； 所述焊头的设计方法，包括如下步骤： S1、确定焊头本体输入段和输出段的尺寸：焊头本体输入段宽度w 0与焊头本体厚度d均与变幅杆输出端直径D相等；当振幅放大系数为N时，w 1= w 0N； S2、确定焊头本体长度：根据焊头本体的材料属性计算其传递超声波的波长λ，确定焊头本体的长度l、输入段长度l 1、过渡曲面段长度l 2以及输出段长度l 3； S3、选取过渡曲面段的过渡曲线节点：选取过渡曲面段一侧过渡曲线所需的n个节点，n≥4； S4、计算过渡曲线表达式：采用最小二乘法拟合三次多项式对步骤S3所选取的n个节点进行曲线拟合，得到过渡曲面段一侧的过渡曲线表达式hx； S5、构建焊头本体长度方向截面面积分段函数：根据步骤S1、步骤S2得到的尺寸参数w 0、w 1、l、l 1、l 2以及步骤S4所得到的三次多项式曲线hx构建焊头本体一侧的宽度分段函数Hx： ； 将宽度分段函数Hx沿x轴对称，得到对称侧的宽度分段函数-Hx： ； 获得焊头本体的整体宽度Wx=2Hx： ； 则Wx与d围成的区域为焊头本体长度方向截面面积Sx： 式中，x∈[0,l 1 ）是指输入段的焊头本体长度方向的截面集合；x∈l 1 ,l 1 +l 2 ）是指过渡曲面段的焊头本体长度方向的截面集合；x∈l 1 +l 2 ,l]是指输出端的焊头本体长度方向的截面集合； S6、形成焊头本体：将步骤S5得到的焊头本体长度方向截面沿长度方向叠加，得到焊头本体。

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