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超聲波焊接機(jī)換能器的選用標(biāo)準(zhǔn)

2022-01-05 17:07
超聲波換能器的選用換能器的作用是將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲頻電振蕩信號(hào)轉(zhuǎn)換成超聲頻機(jī)械振動(dòng)，它是超聲設(shè)備聲學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一。

超聲焊接中使用的換能器主要有磁致伸縮換能器和壓電換能器。磁致伸縮換能器是基于某些鐵磁材料及鐵氧體陶瓷材料所具有的磁致伸縮效應(yīng)而制成的一種機(jī)聲轉(zhuǎn)換器件。磁致伸縮換能器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐機(jī)械沖擊和電擊能力強(qiáng)等特點(diǎn)。特別適合在較高的頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生高強(qiáng)度超聲。因此在一些環(huán)境比較惡劣的情況下應(yīng)用較多。但磁致伸縮換能器的機(jī)電轉(zhuǎn)換效率較低，一般情況下為30％左右，而且其對(duì)溫度非常敏感，在使用時(shí)需加水套進(jìn)行冷卻，工藝較復(fù)雜，冷卻困難，因而在實(shí)際應(yīng)用中多被壓電超聲換能器取代。

壓電換能器是利用材料在電場(chǎng)作用下的壓電效應(yīng)而制成的。壓電效應(yīng)是由皮埃爾.居里與雅克.居里兄弟于1880年發(fā)現(xiàn)的。所謂壓電效應(yīng)是指在石英等物質(zhì)的兩界面上加上一定的電壓后，材料將產(chǎn)生一定的機(jī)械伸縮效應(yīng)，這種隨所加交變電壓材料而伸縮的現(xiàn)象成為壓電效應(yīng)。壓電換能器與磁致伸縮換能器相比，它的尺寸小，致密度更高，輸出效率高，機(jī)械強(qiáng)度高，工作時(shí)可以加較高的電壓，加工容易、適合大批量生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)一些容易實(shí)現(xiàn)的加工手段就可以制成任何給定形狀和幾何尺寸。壓電超聲換能器的化學(xué)性質(zhì)不活潑，不易受化學(xué)侵蝕，不受濕氣和其它惡劣氣候條件的影響。

換能器與超聲波發(fā)生器之間的匹配是超聲波焊接中的要點(diǎn)，它們之間能否很好匹配直接影響到各種超聲波焊接的效果。換能器與超聲波發(fā)生器的匹配方法是：首先準(zhǔn)確測(cè)量換能器的動(dòng)態(tài)阻抗及其變化范圍，然后合理地選擇發(fā)生器輸出阻抗和匹配回路的元件值，用逐步逼近的方法，通過(guò)反復(fù)調(diào)試，即可實(shí)現(xiàn)超聲波發(fā)生器與換能器之間的匹配。