任何的超聲波焊接機(jī)都有一個(gè)中心頻率,例如 20KHz、40 KHz 等,焊接機(jī)的工作頻率主要由超聲波換能器(Transducer)、超聲波變幅桿(Booster)、和焊頭(Horn)的機(jī)械共振頻率所決定。
超聲波發(fā)生器的頻率根據(jù)機(jī)械共振頻率調(diào)整,以達(dá)到一致,使焊頭工作在諧振狀態(tài),每一個(gè)部份都設(shè)計(jì)成一個(gè)半波長(zhǎng)的諧振體。超聲波發(fā)生器及機(jī)械共振頻率都有一個(gè)諧振工作范圍。
一般設(shè)定為±0.5 KHz,在此范圍內(nèi)焊接機(jī)基本都能正常工作,我們制作每一個(gè)焊頭時(shí),都會(huì)對(duì)諧振頻率作調(diào)整,要求做到諧振頻率與設(shè)計(jì)頻率誤差小于 0.1 KHZ。20KHz 焊頭,我們焊頭的頻率會(huì)控制在 19.90—20.10 KHZ,誤差小5‰。
超聲波的波長(zhǎng)比一般聲波要短,具有較好的方向性,而且能透過(guò)不透明物質(zhì),這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測(cè)厚、測(cè)距、遙控和超聲成像技術(shù)。超聲成像是利用超聲波呈現(xiàn)不透明物內(nèi)部形象的技術(shù) 。把從換能器發(fā)出的超聲波經(jīng)聲透鏡聚焦在不透明試樣上,從試樣透出的超聲波攜帶了被照部位的信息(如對(duì)聲波的反射、吸收和散射的能力),經(jīng)聲透鏡匯聚在壓電接收器上,所得電信號(hào)輸入放大器,利用掃描系統(tǒng)可把不透明試樣的形象顯示在熒光屏上。上述裝置稱為超聲顯微鏡。超聲成像技術(shù)已在醫(yī)療檢查方面獲得普遍應(yīng)用,在微電子器件制造業(yè)中用來(lái)對(duì)大規(guī)模集成電路進(jìn)行檢查,在材料科學(xué)中用來(lái)顯示合金中不同組分的區(qū)域和晶粒間界等。聲全息術(shù)是利用超聲波的干涉原理記錄和重現(xiàn)不透明物的立體圖像的聲成像技術(shù),其原理與光波的全息術(shù)基本相同,只是記錄手段不同而已(見(jiàn)全息術(shù))。用同一超聲信號(hào)源激勵(lì)兩個(gè)放置在液體中的換能器,它們分別發(fā)射兩束相干的超聲波:一束透過(guò)被研究的物體后成為物波,另一束作為參考波。物波和參考波在液面上相干疊加形成聲全息圖,用激光束照射聲全息圖,利用激光在聲全息圖上反射時(shí)產(chǎn)生的衍射效應(yīng)而獲得物的重現(xiàn)像,通常用攝像機(jī)和電視機(jī)作實(shí)時(shí)觀察。
超聲波的兩個(gè)主要參數(shù): 頻率:F≥20KHz; 功率密度:p=發(fā)射功率(W)/發(fā)射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm2; 在液體中傳播的超聲波能對(duì)物體表面的污物進(jìn)行清洗,其原理可用“空化”現(xiàn)象來(lái)解釋:超聲波振動(dòng)在液體中傳播的音波壓強(qiáng)達(dá)到一個(gè)大氣壓時(shí),其功率密度為0.35w/cm2,這時(shí)超聲波的音波壓強(qiáng)峰值就可達(dá)到真空或負(fù)壓,但實(shí)際上無(wú)負(fù)壓存在,因此在液體中產(chǎn)生一個(gè)很大的壓力,將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超聲波壓強(qiáng)反向達(dá)到時(shí)破裂,由于破裂而產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊將物體表面的污物撞擊下來(lái)。這種由無(wú)數(shù)細(xì)小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化”現(xiàn)象。
焊接時(shí),加熱板置于兩個(gè)塑料件之間,當(dāng)工件緊貼住加熱板時(shí),塑料開始熔化。在一段預(yù)先設(shè)置好的加熱時(shí)間過(guò)去之后,工件表面的塑料將達(dá)到一定的熔化程度,此時(shí)工件向兩邊分開,加熱板移開,隨后兩片工件并合在一起,當(dāng)達(dá)到一定的焊接時(shí)間和焊接深度之后,整個(gè)焊接過(guò)程完成。
優(yōu)點(diǎn)
可應(yīng)用于大小不同的工件,無(wú)面積限制。 可應(yīng)用于任何焊接面上,無(wú)特別要求,焊接面可允許塑料余量補(bǔ)償,焊接強(qiáng)度得到保證。因應(yīng)各種材料的需要,可調(diào)整焊接程序,靈活方便、控制性強(qiáng)、精度高等優(yōu)點(diǎn)。