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超声波焊接机的特点、分类及声学系统原理

发布时间:2021-04-28 09:30:00

超声波焊接机的特点、分类及声学系统原理

在超声波塑料焊接过程中,焊接过程中载荷的变化直接影响到声系统的输入信号。研制了超声电信号检测系统。该系统可以利用频率信号进行快速、准确的在线检测,并对测量结果进行实时记录和分析。

试验结果表明,超声电信号能有效地反映焊接过程的变化,为焊接过程的质量控制提供了可能。该系统也可应用于功率超声的其它领域。

目前,超声波塑料焊接的质量控制越来越受到焊接工作者的重视。质量控制的前提是焊接过程中质量信息的提取和检测。超声波焊接设备的核心部件是声音系统,它可以输入高频电。信号被转换成相同频率的机械振动,作用在焊接工件上。在焊接过程中,塑料由于受热会发生软化、熔化、润湿和扩散等一系列变化。声系统机电转换装置的电信号反映了状态的变化。研究超声塑料焊接过程中输入电信号的变化对提取焊接过程中的质量信息具有重要意义。

超声塑料焊接过程的动态变化要求对输入到超声换能器中的各种电参数进行在线实时测量。目前市场上还没有专门的大功率超声信号检测设备来检测大功率超声设备的电信号。大多数的记忆示波器都是使用,或被其他工频电信号检测设备所取代。超声波塑料焊接换能器不仅输入电功率大(从几百瓦到几千瓦),超声波焊接机的焊接时间只有1秒左右,而且负载变化非常复杂(不是纯电阻)。因此,信号波形通常有一定的失真。这使得现有的检测设备难以满足超声波焊接电信号检测的需要。因此,多功能超声信号检测系统可以在线实时地测量输入超声换能器的电压、电流、功率、相位差、频率等有效值,并可以对任意位置的测量结果进行记录和分析。并绘制测量曲线。

超声波焊接机是一种固态焊接,两个焊接部位承受静压力,利用超声波的高频振动在焊接件表面产生强烈的摩擦效应,去除表面氧化物,采用能量(加热)法。在夹持工件的情况下,通过局部施加高频振荡能量来实现焊接。

在超声波焊接过程中,高频发生器产生1680khz的高频电流,激励线圈产生交变磁场,使磁性材料在交变磁场中经历交变的长度和收缩,超声频率的电磁能被释放转化为振动能。同时,焊接件通过声级加压。平行于连接表面的机械振动对焊接件表面氧化膜起到破坏和去除作用,加速界面扩散和再结晶过程。

上声杆传递的弹性振动能量是由一系列能量转换和传递链产生的。在这些环节中,超声波发生器是一种变频装置。他将工频电流转换成超声波频率振荡电流。然后,利用压电反效应将其转换为弹性振动的机械能。传动杆和能量集中器通过耦合杆和上声杆产生振幅并传递到焊接件。换能器、传动杆、集中器、耦合杆、上声杆组成一个整体,称为声系统。声学系统中每个部件的固有频率将设计为相同的。当发电机振荡电流的频率与声系统的自振频率一致时,系统产生共振,并将弹性振动能量输出到焊接件上。


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