文档介绍：我们知道正确的波的物理定义是:振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件:一是振动源,二是传播介质。波的分类一般有如下几种:一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时,称为横波。当振动方向与传播方向一致时,称为纵波。二是根据频率分类,我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ,所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波,超过这个范围的波叫超声波。
波在物体里传播,主要有以下的参数:一是速度V,二是频率F,三是波长λ。三者之间的关系如下:V=。波在同一种物质中传播的速度是一定的,所以频率不同,波长也就不同。另外,还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减,传播的距离越远,能量衰减也就越厉害,这在超声波加工中也属于考虑范围。
1、超声波在塑料加工中的应用原理:
塑料加工中所用的超声波,现有的几种工作频率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙,在加压的情况下,使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化,使接触位塑料熔合,达到加工目的。
2、超声波焊机的组成部分和原理
超声波焊接机主要由如下几个部分组成:发生器、气动部分、程序控制部分,换能器部分。
发生器主要作用是将工频50HZ的电源利用电子线路转化成高频(例如20KHZ)的高压电波。
气动部分主要作用是在加工过程中完成加压、保压等压力工作需要。
程序控制部分控制整部机器的工作流程,做到一致的加工效果。
换能器部分是将发生器产生的高压电波转换成机械振动,经过传递、放大、达到加工表面。
现在国内应用较多的发生器一般有两种:一种是以美国BRANSON公司为代表,所采用的桥式功放电路,保护电路采用相位保护,工作频率一般为20KHZ。其优点是电转换效率高,缺点是频率调节电感调节范围窄,频率跟踪性能较差。另一个缺点是功率不可能做得很大,最大也就是3KW左右;另一种是台湾型机器,普遍采用B类功放、过流保护、桥式反馈。优点是功率可以做得较大(),频率跟踪性能好,大功率情况下一般采用15KHZ的工作频率。缺点是电转化效率较低,15KHZ的工作频率是人耳所能听到的,反映出噪声较大;另外还有瑞士、德国、日本的采用频率自动跟踪技术的机器。因其价格较高,国内并不常见。
换能器部分由三部分组成:换能器(TRANSDUCER);增幅器(又称二级杆、变幅杆,BOOSTER);焊头(又称焊模,HORN或SONTRODE)。
①             换能器(TRANSDUCER):换能器的作用是将电信号转换成机械振动信号。将电信号转换成机械振动信号有两种物理效应可以应用。A:磁致伸缩效应。B:压电效应的反效应。磁致伸缩效应在早期的超声波应用中较常使用,其优点是可做的功率容量大;缺点是转化效率低,制作难度大,难于大批量工业生产。自从朗之万压电陶瓷换能器的发明,使压电效应反效应的应用得以广泛采纳。压电陶瓷换能器具有转换效率高,大批量生产等优点,缺点是制作的功率容量偏小。现有的超声波机器一般都采用压电陶瓷换能器。压电陶瓷换能器是用两个金属的前后负载块将压电陶瓷夹在中间,通过螺杆紧密连接而制成的。通常的换能器输出的振幅为10μm左右。
②             变