Устройство и принцип действия аппарата ультразвуковой сварки
Ультразвуковой сварочный аппарат в основном состоит из следующих частей: генератора, пневматической части, части программного управления и части преобразователя. Основная функция генератора - преобразование источника питания 50 Гц с электронными цепями в высокочастотные (например, 20 кГц) высоковольтные электрические волны; Основная функция пневматической части - выполнение требований к работе под давлением, таких как давление и давление во время обработки; программное управление Деталь управляет рабочим процессом всей машины для достижения последовательного эффекта обработки; Часть преобразователя преобразует высоковольтную электрическую волну, генерируемую генератором, в механическую вибрацию, которая передается и усиливается для достижения обрабатываемой поверхности.
Как правило, в Китае широко используются два типа генераторов: первый - это схема мостового усилителя мощности, используемая компанией BRANSON в Соединенных Штатах, схема защиты использует фазовую защиту, а рабочая частота обычно составляет 20 кГц. Его преимущество - высокая эффективность электрического преобразования. Недостатком является то, что диапазон регулировки индуктивности регулировки частоты узкий, а характеристики отслеживания частоты плохие; другой недостаток в том, что мощность не может быть большой, максимальная - около 3 кВт; другой - тайваньская машина, которая обычно использует усилитель мощности класса B, защиту от перегрузки по току, мостовую обратную связь. Преимущество состоит в том, что мощность может быть увеличена (например, 4,2 кВт), характеристики отслеживания частоты хорошие, а рабочая частота 15 кГц обычно используется в случае высокой мощности. Недостатком является то, что эффективность электрического преобразования низкая, а рабочая частота 15 кГц слышна человеческому уху, что отражает больший шум; кроме того, есть машины, использующие технологию автоматического отслеживания частоты, в Швейцарии, Германии и Японии. Из-за высокой цены он не распространен в Китае.
Часть преобразователя состоит из трех частей: преобразователя (ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ), усилителя (также называемого вторичным полюсом, рупором, УСИЛИТЕЛЯ), сварочной головки (также называемой сварочной матрицей, РОГ или СОНТРОД).
① Преобразователь (ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ): преобразователь предназначен для преобразования электрических сигналов в сигналы механической вибрации. Есть два физических эффекта, которые могут применяться для преобразования электрических сигналов в сигналы механической вибрации. A: Магнитострикционный эффект. Магнитострикционный эффект обычно используется в ранних ультразвуковых исследованиях. Его преимущество в том, что он имеет большую доступную мощность; его недостатком является то, что он имеет низкую эффективность преобразования, сложен в производстве и в массовом промышленном производстве. B: Обратный эффект пьезоэлектрического эффекта. Пьезоэлектрические керамические преобразователи имеют преимущества высокой эффективности преобразования и массового производства. Недостаток - относительно небольшая производимая мощность. В существующих ультразвуковых машинах обычно используются пьезоэлектрические керамические преобразователи. Пьезоэлектрический керамический преобразователь изготавливается путем размещения пьезокерамики между двумя металлическими передним и задним нагрузочными блоками и плотно соединенных винтом. Амплитуда выходного сигнала типичного преобразователя составляет около 10 мкм.
② BOOSTER: Сам рог представляет собой металлическую колонну. Благодаря конструкции формы, амплитуда, передаваемая преобразователем, может быть увеличена для достижения амплитуды энергии, необходимой для обработки пластиковых деталей, которая эквивалентна температуре нагрева, например, амплитуда обработки, необходимая для наших обычно используемых пластмасс ABS и AS, составляет около 20 мкм; амплитуда обработки, необходимая для нейлона и полипропилена, составляет около 50 мкм.
③ РОГ: Функция сварочной головки состоит в том, чтобы изготавливать определенные пластмассовые детали и соответствовать требованиям формы и диапазона обработки пластмассовых деталей.
Преобразователи, рупоры и сварочные головки спроектированы так, чтобы работать на половине длины волны рабочей ультразвуковой частоты, поэтому их размер и форма должны быть специально разработаны; любая модификация может вызвать изменение частоты и эффектов обработки, поэтому необходимо профессиональное производство. В зависимости от используемого материала размер будет варьироваться. Материалы, подходящие для ультразвуковых преобразователей, рупоров и сварочных головок: титановый сплав, алюминиевый сплав, легированная сталь и т. Д. Поскольку ультразвуковые волны постоянно колеблются с высокой частотой около 20 кГц, требования к материалам очень высоки, что не соответствует обычным материалам. выдерживает.