超聲波焊機(jī)的組成部分 超聲波焊接機(jī)主要由如下幾個(gè)部分組成:發(fā)生器、氣動部分、程序控制部分,換能器部分。 發(fā)生器主要作用是將工頻50HZ的電源利用電子線路轉(zhuǎn)化成高頻(例如20KHZ)的高壓電波。 氣動部分主要作用是在加工過程中完成加壓、保壓等壓力工作需要。 程序控制部分控制整部機(jī)器的工作流程,做到一致的加工效果。 換能器部分是將發(fā)生器產(chǎn)生的高壓電波轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動,經(jīng)過傳遞、放大、達(dá)到加工表面。
超聲波焊接機(jī)的換能器部分由三部分組成:換能器(TRANSDUCER);增幅器(又稱二 桿、變幅桿,BOOSTER);焊頭(又稱焊模,HORN或SONTRODE)。
① 換能器(TRANSDUCER):換能器的作用是將電信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動信號。將電信號轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動信號有兩種物理效應(yīng)可以應(yīng)用。A:磁致伸縮效應(yīng)。B:壓電效應(yīng)的反效應(yīng)。磁致伸縮效應(yīng)在早期的超聲波應(yīng)用中較常使用,其優(yōu)點(diǎn)是可做的功率容量大;缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)化效率低,制作難度大,難于大批量工業(yè)生產(chǎn)。自從朗之萬壓電陶瓷換能器的發(fā)明,使壓電效應(yīng)反效應(yīng)的應(yīng)用得以廣泛采納。壓電陶瓷換能器具有轉(zhuǎn)換效率高,大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是制作的功率容量偏小。現(xiàn)有的超聲波機(jī)器一般都采用壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器是用兩個(gè)金屬的前后負(fù)載塊將壓電陶瓷夾在中間,通過螺桿緊密連接而制成的。通常的換能器輸出的振幅為10μm左右。
② 焊頭(HORN):焊頭的作用是對于特定的塑料件制作,符合塑料件的形狀、加工范圍等要求。 換能器、變幅桿、焊頭均設(shè)計(jì)為所工作的超聲頻率的半波長,所以它們的尺寸和形狀均要經(jīng)過特別的設(shè)計(jì);任何的改動均可能引致頻率、加工效果的改變,它們需專業(yè)制作。耐用根據(jù)所采用的材料不同,尺寸也會有所不同。適合做超聲波的換能器、變幅桿和焊頭的材料有:鈦合金、鋁合金、合金鋼等。由于超聲波是不停地以20KHZ左右高頻振動的,所以材料的要求非常高,并不是普通的材料所能承受的。
超聲波焊接機(jī)的傳播介質(zhì)。
超聲波的分類一般有如下幾種:一是根據(jù)振動方向和傳播方向來分類。當(dāng)振動方向與傳播方向垂直時(shí),稱為橫波。當(dāng)振動方向與傳播方向一致時(shí),稱為縱波。二是根據(jù)頻率分類,我們知道人耳敏感的聽覺范圍是20HZ-20000HZ,所以在這個(gè)范圍之內(nèi)的波叫做聲波。低于這個(gè)范圍的波叫做次聲波,超過這個(gè)范圍的波叫超聲波。 波在物體里傳播,主要有以下的參數(shù):一是速度V,二是頻率F,三是波長λ。三者之間的關(guān)系如下:V=F.λ。波在同一種物質(zhì)中傳播的速度是一定的,所以頻率不同,波長也就不同。另外,還需要考慮的一點(diǎn)就是波在物體里傳播始終都存在著衰減,傳播的距離越遠(yuǎn),能量衰減也就越厲害,這在超聲波加工中也屬于考慮范圍。
超聲波焊接機(jī)的應(yīng)用原理
我們知道正確的波的物理定義是:振動在物體中的傳遞形成波。這樣波的形成必須有兩個(gè)條件:一是振動源,
超聲波焊接機(jī)在塑料加工中的應(yīng)用原理: 塑料加工中所用的超聲波,現(xiàn)有的幾種工作頻率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ。其原理是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙,在加壓的情況下,使兩個(gè)塑料件或其它件與塑料件接觸部位的分子相互撞擊產(chǎn)生融化,使接觸位塑料熔合,達(dá)到加工目的。