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超声波焊接机对焊接质量的影响

[导读]超声波焊接机对焊接质量的影响。

超声波焊接机主要由超声波发生器、换能器、变幅杆、焊头及配套的夹具组成,焊接机的好坏是决定能否成功焊接的前提。超声波发生器作为超声波焊接机的核心组成部分,其性能的好坏对焊接质量有着决定性的影响。超声波发生器的作用主要是用于将工频电流转变为超声波频率的振荡电流,其核心要求之一即是要求能频率自动跟踪控制,即要求其能对在工作中变化的换能器谐振频率进行跟踪,以保证整机工作在谐振频率内。这是因为系统振动一旦失谐,直接将导致振幅降低,造成焊接质量不稳定甚至失败。其次超声波发生器还应具有功率自适应功能,能在工作中根据负载的变化来调节输出的功率,以实现焊接机的高效率与高稳定性。


换能器是用来将发生器产生的高频电能转换为弹性机械能的装置,是超声波声学系统的关键部件之一,其原理是利用单晶体材料的逆压电效应将输入的电功率转换为机械功率。换能器与超声波发生器之间的匹配是保证焊接质量的要点,必须保证两者之间的谐振,否则易导致换能器发热、温度过高、易损坏,同时也可能导致发生器电源的损坏。


超声波的原始振幅一般很小,通常只有几微米,而实际加工应用中所需要的振幅在几十到几百微米左右,所以通常需要通过变幅杆将其振幅放大,并且变幅杆还可以起到机械阻抗的作用,在换能器与负载之间进行阻抗匹配,使超声波能量更有效地从换能器向待焊接面传递。对变幅杆的主要要求是在工作频率内材料损耗小,传递效率高,同时其疲劳强度要高而声阻要小,以获得较大的振动速度和振幅位移。


超声波焊头是超声波能量传递的最后一个环节,它将超声波产生的高频振动传递到待焊接的表面上,因其要传递超声波,所以焊头一定要工作在谐振状态下,即焊头的固有谐振频率要与换能器匹配,其次还要求其振幅均匀,焊头端面形状适应被焊接工件的形状。


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