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超聲波焊接機(jī)變幅桿的作用

2021-12-22 17:43
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
超聲波焊接機(jī)變幅桿

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(pán)，然后將法蘭盤(pán)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。

(4)隔離作用。變幅桿使換能器和工作媒質(zhì)之間獲得熱學(xué)和化學(xué)上的隔絕，以免使加工時(shí)多余的熱量傳導(dǎo)到換能器上，影響換能器的性能。

超聲波變幅桿作為超聲波振動(dòng)系統(tǒng)的重要部件，起到非常重要的作用，通過(guò)安裝相應(yīng)的變幅桿，可以實(shí)現(xiàn)不同的功效，如增大振幅，獲得大的振速比，提高機(jī)械品質(zhì)因數(shù)，延長(zhǎng)換能器的使用壽命等，并將超聲能量集中在較小的面積上聚能，超聲波塑料焊接振動(dòng)系統(tǒng)常采用階梯型、圓錐形和指數(shù)型的變幅桿。
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