L'estructura i el principi de la màquina de soldadura ultrasònica
La màquina de soldadura ultrasònica es compon principalment de les següents parts: generador, part pneumàtica, part de control del programa i part del transductor. La funció principal del generador és convertir la font d'alimentació de 50Hz amb circuits electrònics en ones elèctriques d'alta freqüència (per exemple, 20 KHz) d'alta tensió; la funció principal de la part pneumàtica és completar els requisits de treball de pressió com la pressió i la pressió durant el processament; control del programa La part controla el procés de treball de tota la màquina per aconseguir un efecte de processament consistent; la part del transductor converteix l'ona elèctrica d'alta tensió generada pel generador en vibració mecànica, que es transmet i s'amplifica per arribar a la superfície de processament.
En general, hi ha dos tipus de generadors que s'utilitzen àmpliament a la Xina: Un és el circuit d'amplificador de potència pont utilitzat per la companyia BRANSON dels Estats Units, el circuit de protecció adopta protecció de fase, i la freqüència de funcionament és generalment de 20 KHz. El seu avantatge és l'alta eficiència de conversió elèctrica. El desavantatge és que el rang d'ajust d'inducció d'ajust de freqüència és estret i el rendiment de seguiment de freqüència és pobre; l'altre desavantatge és que la potència no es pot fer gran, el màxim és d'uns 3KW; l'altra és una màquina taiwanesa, que és l'amplificador de potència d'ús comú classe B, protecció sobrecorrent, retroalimentació del pont. L'avantatge és que la potència es pot fer més gran (com 4.2KW), el rendiment de seguiment de freqüència és bo, i la freqüència de treball de 15 KHz s'utilitza generalment en el cas d'alta potència. El desavantatge és que l'eficiència de conversió elèctrica és baixa, i la freqüència de treball de 15 KHz és audible per a l'oïda humana, reflectint el major soroll; a més, hi ha màquines que utilitzen tecnologia automàtica de seguiment de freqüències a Suïssa, Alemanya i Japó. A causa del seu alt preu, no és comú a la Xina.
La part transductora es compon de tres parts: transductor (TRANSDUCTOR), amplificador (també anomenat pol secundari, banya, REFORÇ), capçal de soldadura (també anomenat soldadura encunyat, BANYA o SONTRODE).
(1) Transductor (TRANSDUCTOR): El paper del transductor és convertir els senyals elèctrics en senyals de vibració mecànica. Hi ha dos efectes físics que es poden aplicar per convertir els senyals elèctrics en senyals de vibració mecànica. A: Efecte magnetostrictiu. L'efecte magnetostrictiu s'utilitza comunament en aplicacions ultrasòniques primerenques. El seu avantatge és que té una gran capacitat de potència disponible; el seu desavantatge és que és baixa en eficiència de conversió, difícil de fabricar, i difícil de producció industrial en massa. B: L'efecte invers de l'efecte piezoelèctric. Els transductors de ceràmica piezoelèctrica tenen els avantatges de l'alta eficiència de conversió i la producció en massa. El desavantatge és que la capacitat de potència produïda és relativament petita. Les màquines ultrasòniques existents generalment utilitzen transductors de ceràmica piezoelèctrica. El transductor de ceràmica piezoelèctrica es fa mitjançant l'entrellaçament de la ceràmica piezoelèctrica entre dos blocs de càrrega frontal i posterior metàl·lica i estretament connectat per un cargol. L'amplitud de sortida d'un transductor típic és d'uns 10 μm.
(2) IMPULSOR: La banya en si és una columna metàl·lica. A través del disseny de la forma, l'amplitud transmesa pel transductor es pot amplificar per aconseguir l'amplitud energètica necessària per al processament de peces plàstiques, que equival a la temperatura d'escalfament, com ara l'amplitud de processament necessària per als nostres plàstics ABS i AS comunament utilitzats és d'uns 20μm; l'amplitud de processament necessària per al niló i el polipropilè és d'uns 50μm.
(3) BANYA: La funció del capçal de soldadura és fer peces de plàstic específiques i satisfer els requisits de la forma i la gamma de processament de les peces plàstiques.
Els transductors, banyes i caps de soldadura estan dissenyats per ser la meitat de la longitud d'ona de la freqüència ultrasònica de treball, de manera que la seva mida i forma han de ser especialment dissenyats; qualsevol modificació pot provocar canvis en la freqüència i els efectes de processament, per la qual cosa és necessària la producció professional. Depenent del material utilitzat, la mida variarà. Els materials adequats per a transductors ultrasònics, banyes i caps de soldadura són: aliatge de titani, aliatge d'alumini, acer d'aliatge, etc. Com que les ones ultrasòniques vibren constantment a una alta freqüència d'uns 20 KHz, els requisits per als materials són molt alts, que no és el que els materials ordinaris poden suportar.
