超聲波焊接機(jī)主要由如下幾個(gè)部分組成:發(fā)生器、氣動(dòng)部分、程序控制部分,換能器部分。發(fā)生器主要作用是將工頻50HZ的電源利用電子線路轉(zhuǎn)化成高頻(例如20KHZ)的高壓電波。氣動(dòng)部分主要作用是在加工過(guò)程中完成加壓、保壓等壓力工作需要。程序控制部分控制整部機(jī)器的工作流程,做到一致的加工效果。換能器部分是將發(fā)生器產(chǎn)生的高壓電波轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng),經(jīng)過(guò)傳遞、放大、達(dá)到加工表面。
器部分由三部分組成:換能器(TRANSDUCER);增幅器(又稱(chēng)二級(jí)桿、變幅桿,BOOSTER);焊頭(又稱(chēng)焊模,HORN或SONTRODE)。
換能器(TRANSDUCER):換能器的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)信號(hào)。將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)信號(hào)有兩種物理效應(yīng)可以應(yīng)用。A:磁致伸縮效應(yīng)。B:壓電效應(yīng)的反效應(yīng)。磁致伸縮效應(yīng)在早期的超聲波應(yīng)用中較常使用,其優(yōu)點(diǎn)是可做的功率容量大;缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)化效率低,制作難度大,難于大批量工業(yè)生產(chǎn)。自從朗之萬(wàn)壓電陶瓷換能器的發(fā)明,使壓電效應(yīng)反效應(yīng)的應(yīng)用得以廣泛采納。壓電陶瓷換能器具有轉(zhuǎn)換效率高,大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是制作的功率容量偏小?,F(xiàn)有的超聲波機(jī)器一般都采用壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器是用兩個(gè)金屬的前后負(fù)載塊將壓電陶瓷夾在中間,通過(guò)螺桿緊密連接而制成的。通常的換能器輸出的振幅為10μm左右。
焊頭(HORN):焊頭的作用是對(duì)于特定的塑料件制作,符合塑料件的形狀、加工范圍等要求。換能器、變幅桿、焊頭均設(shè)計(jì)為所工作的超聲頻率的半波長(zhǎng),所以它們的尺寸和形狀均要經(jīng)過(guò)特別的設(shè)計(jì);任何的改動(dòng)均可能引致頻率、加工效果的改變,它們需專(zhuān)業(yè)制作。耐用根據(jù)所采用的材料不同,尺寸也會(huì)有所不同。適合做超聲波的換能器、變幅桿和焊頭的材料有:鈦合金、鋁合金、合金鋼等。由于超聲波是不停地以20KHZ左右高頻振動(dòng)的,所以材料的要求非常高,并不是普通的材料所能承受的。