超聲波,頻率在16~16000Hz范圍內(nèi),人耳能感受。頻率超過16000Hz的就稱為超聲波。
所謂超聲波加工(USM,UltrasonicMachining):是利用工具端面做超聲頻振動,通過磨料懸浮液加工脆性材料的一種成形加工方法。如圖所示。
工具1的形狀和尺寸取決于被加工表面(工件-2)的形狀和尺寸,它們相差一個“加工間隙”。
工具1與工件-2之間充滿磨料懸浮顆粒-3,磨粒一般采用碳化硅、氧化鋁。加工硬質(zhì)合金用碳化硼,加工金剛石則用金剛石粉。粒度大小要根據(jù)加工生產(chǎn)率和精度要求選定。磨料硬度愈高,加工速度愈快。
超聲波振動系統(tǒng)主要有超聲波發(fā)生器-7、換能器-6和變輻桿-4、5組成。超聲波發(fā)生器-7作用是把直流電轉(zhuǎn)換成與超聲波換能器-6相匹配的高頻交流電信號,驅(qū)動超聲波換能器工作,目前使用的功率為20-4000W。大功率超聲波電源從轉(zhuǎn)換效率方面考慮一般采用開關(guān)電源的電路形式,是超聲系統(tǒng)重要組成部分。
超聲波塑料焊接機由氣壓傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、超聲波發(fā)生器、換能器及工具頭和機械裝置等組成。
1、氣動傳動系統(tǒng)
包括有:過滹器、減壓閥、油霧器、換向器、節(jié)流閥、氣缸等。
工作時首先由空壓機驅(qū)動沖程氣缸,以帶動超聲換能器振動系統(tǒng)上下移動,動力氣壓在中小功率的超聲波焊接中氣壓根據(jù)焊接需要調(diào)定。
2、控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)由時間繼電器或集成電路時間定時器組成。主要功能是:一是控制氣傳動系統(tǒng)工作,使其焊接時在定時控制下打開氣路閥門,塑料焊接機,氣缸加壓使焊頭下降,以一定壓力壓住被焊物件,當(dāng)焊接完后保壓一段時間,然后控制系統(tǒng)將氣路閥門換向,使焊頭回升復(fù)位;二是控制超聲波發(fā)生器工作時間,南方力勁控制系統(tǒng)使整個焊接過程實現(xiàn)自動化,塑料焊接機哪家好,操作時只啟動按鈕產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖,便能自動地完在本次焊接全過程。整個控制系統(tǒng)的順序是:電源啟動一觸發(fā)控制信號 氣壓傳動系統(tǒng),氣缸加壓焊頭下降并壓住焊觸發(fā)超聲發(fā)生器工作,發(fā)射超聲并保持一定焊接時間 去除超聲發(fā)射 繼續(xù)保持一定壓力時間 退壓,焊頭回升 焊接結(jié)束。
超聲波焊接特點:
1) 可焊接的材料范圍廣,可用于同種金屬材料、特別是高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱性的材料(如金、銀、銅、鋁等)和一些難熔金屬的焊接,也可用于性能相差懸殊的異種金屬材料(如導(dǎo)熱、硬度、熔點等)、金屬與非金屬、塑料等材料的焊接,還可以實現(xiàn)厚度相差懸殊以及多層箔片等特殊結(jié)構(gòu)的焊接。
2) 焊件不通電,pe塑料環(huán)焊接機,不需要外加熱源,接頭中不出現(xiàn)氣孔等缺陷,中空板塑料焊接機,不生成脆性金屬間化合物,不發(fā)生像電阻焊時易出現(xiàn)的熔融金屬的噴濺等問題。
3) 焊縫金屬的物理和力學(xué)性能不發(fā)生宏觀變化,其焊接接頭的靜載強度和疲勞強度都比電阻焊接頭的強度高,且穩(wěn)定性好。
4) 被焊金屬表面氧化膜或涂層對焊接質(zhì)量影響較小,焊前對焊件表面準(zhǔn)備工作比較簡單。
5) 形成接頭所需電能少,僅為電阻焊的5%;焊件變形小。
6) 不需要添加任何粘結(jié)劑、填料或溶劑,具有操作簡便、焊接速度快、接頭強度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。超聲波焊接的主要缺點是受現(xiàn)有設(shè)備功率的限制,因
而與上聲極接觸的焊件厚度不能太厚,接頭形式只能采用搭接接頭,對接接頭還無法應(yīng)用。
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