任何的超聲波焊接機都有一個中心頻率,例如 20KHz、40 KHz 等,焊接機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)的機械共振頻率所決定。
超聲波發(fā)生器的頻率根據機械共振頻率調整,以達到一致,使焊頭工作在諧振狀態(tài),每一個部份都設計成一個半波長的諧振體。超聲波發(fā)生器及機械共振頻率都有一個諧振工作范圍。
一般設定為±0.5 KHz,在此范圍內焊接機基本都能正常工作,我們制作每一個焊頭時,都會對諧振頻率作調整,要求做到諧振頻率與設計頻率誤差小于 0.1 KHZ。20KHz 焊頭,我們焊頭的頻率會控制在 19.90—20.10 KHZ,誤差小5‰。
超聲波的波長比一般聲波要短,具有較好的方向性,而且能透過不透明物質,這一特性已被廣泛用于超聲波探傷、測厚、測距、遙控和超聲成像技術。超聲成像是利用超聲波呈現(xiàn)不透明物內部形象的技術 。把從換能器發(fā)出的超聲波經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(如對聲波的反射、吸收和散射的能力),經聲透鏡匯聚在壓電接收器上,所得電信號輸入放大器,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。超聲成像技術已在醫(yī)療檢查方面獲得普遍應用,在微電子器件制造業(yè)中用來對大規(guī)模集成電路進行檢查,在材料科學中用來顯示合金中不同組分的區(qū)域和晶粒間界等。聲全息術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,其原理與光波的全息術基本相同,只是記錄手段不同而已(見全息術)。用同一超聲信號源激勵兩個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產生的衍射效應而獲得物的重現(xiàn)像,通常用攝像機和電視機作實時觀察。
超聲波的兩個主要參數(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物體表面的污物進行清洗,其原理可用“空化”現(xiàn)象來解釋:超聲波振動在液體中傳播的音波壓強達到一個大氣壓時,其功率密度為0.35w/cm2,這時超聲波的音波壓強峰值就可達到真空或負壓,但實際上無負壓存在,因此在液體中產生一個很大的壓力,將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空,它在超聲波壓強反向達到時破裂,由于破裂而產生的強烈沖擊將物體表面的污物撞擊下來。這種由無數(shù)細小的空化氣泡破裂而產生的沖擊波現(xiàn)象稱為“空化”現(xiàn)象。
焊接時,加熱板置于兩個塑料件之間,當工件緊貼住加熱板時,塑料開始熔化。在一段預先設置好的加熱時間過去之后,工件表面的塑料將達到一定的熔化程度,此時工件向兩邊分開,加熱板移開,隨后兩片工件并合在一起,當達到一定的焊接時間和焊接深度之后,整個焊接過程完成。
優(yōu)點
可應用于大小不同的工件,無面積限制。 可應用于任何焊接面上,無特別要求,焊接面可允許塑料余量補償,焊接強度得到保證。因應各種材料的需要,可調整焊接程序,靈活方便、控制性強、精度高等優(yōu)點。