超聲波焊接機(jī)主要由超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿、焊接工具頭組成,在焊接過(guò)程中50/60Hz的低頻交流電輸入到超聲波功率發(fā)生器,超聲波功率發(fā)生器將低頻交流電轉(zhuǎn)換成相應(yīng)工作頻率的交流電并輸送到壓電換能器,換能器由于逆壓電效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),經(jīng)過(guò)變幅桿擴(kuò)大振動(dòng)幅值,焊接工具頭對(duì)其振幅進(jìn)一步放大,并將超聲頻振動(dòng)作用于焊接件。超聲塑料焊接的工作原理是超聲振動(dòng)通過(guò)上焊接件將能量傳送到焊區(qū),由于兩焊接件的交界面應(yīng)力大,會(huì)產(chǎn)生局部高溫使塑料熔化,在焊接壓力的作用下使兩焊接件連接在一起。
超聲波焊接機(jī)變幅桿的作用
超聲變幅桿是超聲波振動(dòng)系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié),它的最大作用時(shí)聚能,其實(shí)變幅桿也叫做聚能器,用來(lái)調(diào)節(jié)換能器的輸出,放大振子的位移量和振速,而且將能量集中傳遞到工具頭作動(dòng)器上,實(shí)現(xiàn)能量的高效傳遞。除此之外換能器能夠?qū)Q能器和負(fù)載之間的聲阻抗進(jìn)行調(diào)節(jié),保證其整個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)正常有效的工作。另外其實(shí)在實(shí)際工程中,一般還有以下幾個(gè)重要作用:
(1)放大振幅或者說(shuō)是聚能作用。變幅桿之所以能放大振幅,是由于通過(guò)它任一截面的振動(dòng)能量是不變的(傳播損耗不計(jì)),由于能量密度正比于振幅的平方,所以截面小的地方,能量密度大,振幅也就得到了放大。為了獲得較大的振幅,應(yīng)使變幅桿的共振頻率(即諧振頻率)和外激振動(dòng)頻率相等,使之處于共振狀態(tài)。
(2)有效傳遞能量。變幅桿在檢測(cè)超聲中可以作為機(jī)械阻抗變換器,使換能器與聲負(fù)載更好地匹配耦合,更有效地在換能器與聲負(fù)載之間傳遞交換超聲能量。
(3)固定機(jī)械系統(tǒng),在超聲加工中,聲學(xué)系統(tǒng)要被很好的固定,否則將會(huì)影響加工的效果。通常情況下,我們都是在變幅桿所設(shè)計(jì)的波節(jié)上加工一個(gè)法蘭盤,然后將法蘭盤固定,從而將超聲加工中的聲學(xué)系統(tǒng)很好的固定,盡可能地減少機(jī)械能量的損耗。