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手持式超声波焊接机的工作原理及其结构

手持式超声波焊接机的原理在超声波焊接过程中,手持式超声波焊接机可以通过放大器增大这种高频振动波的振幅,然后将其加载到上模,通过上模,强化后的高频振动波将作用于产品上,使产品之间的瞬时高频振动不能产生高热,从而达到产品融合的目的。
手持式超声波焊机由高频电流变换器、压电变换器、调幅器、电极臂或声杆组成。
1、高频电流变换器
高频电流转换器的主要功能是将输入的低频电流转换成输出的高频电流。其频率范围与超声波频率范围相同。超声波焊接通常采用20kHz的输出频率。
2、压电转换器
压电变换器的作用是在频率不变的情况下,将电能转换为机械振动能。它通常由压电或变频器完成。它采用非对称晶体,如天然石英片、合成钛酸锂片或钡片等,在交变电场中,随着电流频率的变化,会发生相同频率的机械变形或尺寸收缩,也称为压电效应。利用这种芯片的压电效应,可以将高频电能转换成超声能。
3、调幅器
压电材料在交流电压作用下的膨胀或收缩产生高频振动,但振幅不大,约为(0.01-0.02MM)。这显然不足以产生良好的焊接效果,因此在手持式超声波焊接机上使用调幅器来增加振幅。这是一个由铝或钛制成的半波谐振器。
4、电极臂或声波杆
电极臂或声波杆,又称超声波模具,是一种将能量传递给待焊塑料制品的工具,通常由铝、钛等合金制成。它的作用是随着电极臂端部振幅的增大,将高频振动和压力传递到零件的焊接部位。典型振幅范围为(0.05-0.12)mm。电极臂的设计是一件复杂的事情,除了要焊接的产品形状要与外形一致外,同时在焊接产品的过程中也要保证其频率与手持超声波焊机相匹配。为了保证焊接过程的顺利进行,电极臂一般由手持式超声波焊机制造商或声学研究机构设计制造。

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