超声波换能器、变幅杆、焊头知识

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超声波换能器要和电源匹配

发布时间:21-06-10 关注次数:

超声波换能器和超声波发生器的驱动电源与超声波模具配合良好才能构成一个完整的超声波装置。这简称为匹配。匹配对整机的性能影响很大,所以无论怎么强调匹配的重要性都是无法估量的。

超声波换能器和超声波发生器的驱动电源与超声波模具配合良好才能构成一个完整的超声波装置。这简称为匹配。匹配对整机的性能影响很大,所以无论怎么强调匹配的重要性都是无法估量的。主要的匹配考虑因素是超声换能器的电容和随后的换能器频率。

需要强调的是,超声波换能器本身并不是能量发生器,而只是一个能量换能器。它可以将电能转化为声能,在输入输出匹配良好的前提下,可以转换大量的能量。

输入匹配是指换能器与超声波电源的匹配,如果输出匹配好,但输入匹配不好,则换能器弱,焊缝不牢固。如果输出匹配差而输入匹配好,则换能器会过载,导致芯片错位、裂纹、折断、螺丝断裂、铝裂纹、电箱功率管烧坏等。例如,就像汽车在空档踩油门一样,发动机需要容易损坏。

换能器与驱动电源匹配主要有四个方面:阻抗匹配、频率匹配、功率匹配、容抗匹配。

频率匹配也很重要。这是因为,首先,超声波换能器只在其谐振频率下工作,所以驱动电源、喇叭、焊接模具都必须在这个频率下工作。一般来说,我们希望这个差异最多不超过±0.1khz,越小越好。强烈建议兼容焊接模具的频率比振动器的频率低0.1khz左右。换句话说,如果原振荡器的小信号测得的频率是14.85kHz,那么测量前先把模具接上14.75kHz比较理想。同时考虑到超声波换能器接上变幅杆和模头后,系统谐振频率的峰值变得很尖,即带宽很窄,机械品质因数很大。而且很小的频率偏差使得阻抗很高,驱动电源上显示的是电源很大或者过载保护。如果此时卸载机器,可能会导致尖端移位、尖端破裂或中心螺钉断裂。

功率匹配和阻抗匹配主要是超声波焊接系统在间隙中工作,负载变化较大,焊接时需要足够的功率输出,没有负载时,考虑控制最小振幅。否则,如上所述,如果在空载时输入过大,将损坏换能器。满载功率不增加,焊接要牢固。