1. 超声波换能器
超声波换能器的功能是将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去,而自身消耗很少的一部分功率。
超声波换能器,要解决的技术问题是设计一种作用距离大、频带宽的超声波换能器。
换能器由外壳、匹配层、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆和Cymbal阵列接收器组成。压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成,Cymbal阵列接收器由8~16只Cymbal换能器、两个金属圆环和橡胶垫圈组成。本发明的作用距离大于35m,频带宽度达到10kHz,能检测高速移动的远距离目标。
超声波换能器的应用十分广泛,它按应用的行业分为工业、农业、交通运输、生活、医疗及军事等。按实现的功能分为超声波加工、超声波清洗、超声波探测、检测、监测、遥测、遥控等;按工作环境分为液体、气体、生物体等;按性质分为功率超声波、检测超声波、超声波成像等。
2. 超声波塑料焊接机如何更换超声波模具
超声波焊接模具更换调节方法
(1)先开通超声波设备的工作气压源,保证设备气压表正常指数
(2)利用专用扳手将设备上原有的焊接模具卸下,装上需要焊接产品的超声波模具(顺时针为松,切记一定要拧紧)在此要注意先将模具的螺丝上紧。
(3)接通超声波设备电源,打开启动按钮等待五秒,关闭电源,紧接着按下控制器上的音波检测按钮,听到机器发出超声(声音应该是清脆,无沙哑和多余噪音),如果声音沙哑或尖叫,必须检查模具是否有破裂或有松动,并采取对策。
(4)松动开机架后面的两个紧固把手,将机器头向上摇到一定高度。(根据产品高度来定)
(5)关闭气源。(将气压控制器调整气压值为“零”)
(6)将需要焊接的产品放在底模上,并保证合模。
(7)拉下整个模具发振筒,使上模靠近底模,摇动机头升降器,使上模压合到产品上,并保持产品与上下模具吻合。
(8)将气压加到0.1mpa,选择开关拨到手动,按下两个绿色启动按钮,使模具下降,并压住产品。
(9)摇动升降器,使限位螺丝和发振筒保持1MM距离.(根据需要焊接的产品加减)
(10)拧紧机架紧固把手,固定好底模,按下红色急停按钮,使机头上升。
(11)选择开关波动自动,调整好产品的焊接参数、时间,准备生产
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3. 超声波换能器焊接注意什么
1)不要用有腐蚀性的焊剂!最好用松香!
2)电烙铁功率不要太大!50瓦以内!
3)焊接时间要快!别把镀层烧掉!
4)引线用软性多芯线!别太粗!把焊面拉脱!
4. 超声波换能器的常见问题
一、超声波换能器使用中的常见问题
超声波焊接有超声波金属焊接和超声波塑料焊接两大类。其中超声波塑料焊接技术已获得较为普遍的应用。它是利用换能器产生的超声振动, 通过上焊件把超声振动能量传送到焊区。由于焊区即两焊件交界处声阻大, 所以会产生局部高温使塑料熔化, 在接触压力的作用下完成焊接工作。超声塑料焊接可方便焊接其他焊接法无法焊接的部位。另外, 还节约了塑料制品昂贵的模具费, 缩短了加工时间, 提高了生产效率, 有经济、快速和可靠等特点。
常见的问题
1、超声波换能器的晶片开裂、无力、易过载、电极片打火、电极片开裂、发热严重、怪声、漏波、晶片错位等
出现这类情况大致由于以下3种原因导致的
第一、超声波发生器(超声波电源或超声波电箱)或模具(超声波焊头/焊头)及装配有问题。
解决办法:检查这些部件安装是否存在问题,如果还是找不到原因,可以联系我们在线技术人员帮你解答,排查并解决问题。
第二、换能器、增幅器有问题。
解决办法:这种情况发生的可能性比较小,但是也会发生,
第三、双方的产品都没有问题,电容量和频率不匹配。
这是最常见的情况,若输入匹配不好,则表现为换能器无力,焊不牢。会造成换能器会过载,导致晶片错位开裂,破碎,螺杆断,铝裂或烧电箱功率管等情况。不过现在超声波设备都安装了自动检测,和过载保护报警装置,能有效的防止设备损坏的可能性。
解决办法:必须配置同频率超声波发生器、换能器、焊头在一起使用。
2、换能器无力,焊不牢;重者换能器发热严重
如前所述 因为陶瓷片是绝缘体,你几乎可以理解为换能器是不通电的,它只是相当于一个电容器。要使换能器工作,实际上是通过驱动电路对它施加交流高电压,让换能器的电容充放电。压电陶瓷片在交变电场的作用下做同步伸缩变形,形成了整个换能器的纵向振动,从而带动变幅杆和模具振动。所以,若电容匹配不好,轻者是换能器无力,焊不牢;重者换能器发热严重,烧电极片、烧电源的大功率管。
解决办法:匹配好电容
3、换能器电极片(耳朵)振裂或烧掉
而且随着长时间连续工作,换能器的温度会升高,导致电容也会升高且变化量可能会超过 50% ,若不能将电容有效地匹配掉,就会造成回路中电流电压相位差很大,功率因素很低,虚功高。看看电流很大,但换能器没力,易发热,且电源的功率器件也容易发热损坏。一般换能器电极片(耳朵)振裂或烧掉很可能就是由此引起的。
解决办法:暂停使用,等到设备冷却后在开机工作,一般不是连续发震,超负荷工作的这种情况出现的比较少。
一、超声波换能器工作原理
超声波换能器又叫超声波振子,将超声波发生器输出的电能或者磁能转换成相同频率的机械振动,超声焊接机用的换能器,目前有两种,第一种是,磁致伸缩型换能器,第二种是压电陶瓷换能器。第一种由于效率低,性价比低,还需外加直流极化磁场,因此目前超声焊接机已经很少使用。
现在超声波焊接机设备大多采用的是第二种压电陶瓷换能器。由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。医用超声换能器(超声探头)的工作原理大体是相同的,其内部通常都包含一个电的储能元件和一个机械振动系统。当换能器用作发射器时,从激励电源送来的电振荡信号将引起换能器中电储能元件中电场或磁场的变化,这种变化通过某种效应对换能器的机械振动系统产生一个推动力,使其进入振动状态,从而推动与换能器机械振动系统相接触的介质发生振动,向介质中辐射声波。接收声波的过程正好与此相反,外来声波作用在换能器的振动面上,从而使换能器的机械振动系统发生振动,借助某种物理效应,引起换能器储能元件中的电场或磁场发生相应的变化,从而引起换能器的电输出端产生一个相应于声信号的电压和电流。
5. 如果给超声波换能器接上电后应该什么反应
首先要问一下你要实现是什么功能。换能器是没有最低启动电压的,在额定电压范围内,任何电压都可以工作,只是强度的大小。这么低的电压,换能器应该是没有声响的。28KHz是很常见的频率,555完全可以做到的。
6. 超声波清洗机的压电型换能器是怎样的
压电式超声波换能器原理是:
超声波换能器,其实就是频率与其谐振频率相同的压电陶瓷,利用的是材料的压电效应将电能转换为机械振动。一般情况下,先由超声波发生器产生超声波,经超声波换能器将其转换为机械振动,再经超声波导出装置、超声波接收装置便可产生超声波。
超声波换能器的应用:
(1)超声波清洗机利用超声波在清洗液中不断地进行传播来清洗物体上的污垢,其超声波振动频率便是由超声波换能器决定的,可根据清洗物来设定不同的频率以达到清洗的目的。
(2)超声波焊接机利用超声波换能器产生超声波振动,振动产生摩擦使得焊区局部熔化进而接合在一起。
(3)超声波马达中并不含有超声波换能器,只是将其定子近似为换能器,利用逆压电效应产生超声波振动,通过定子与转子的摩擦进而带动转子转动。
7. 超声波焊接方式有哪几种
超声波焊接机的焊接技术是一种高科技,一切热熔性塑料制品皆可应用,不需加溶剂、粘贴剂或其它辅助品,提高生产率、成本低、提高产品质量及生产安全。超声波熔接,它是通过供电箱将市电转变成高频高压信号,再通过换能器系统把信号转换为高频机械振动,加于塑料制品上,使塑料制品两部分间产生高速摩擦,温度上升,当温度达到制品本身熔点时,使制品接口迅速熔化,同时制品在一定压力下冷却定形,从而达到完美焊接。超声波焊接分为以下几种:
工具/原料
超声波焊接机
超声波换能器
方法/步骤
一、超声波点焊
两件平面塑料件,无舌榫亦无铆钉,焊头设计成手枪状,将一端焊穿而熔合另一平面中。优点在于焊接面不需任何特别设计,针对大型平面工件,焊头振幅高,焊头面的设计要视最后要求而设计。
二、超声波焊接
典型的超声波焊接面的设计必须具备以下两个功能:
1.舌榫的设计保证在焊接周期中对位方便;
2.焊线设计纤细,但必须有足够的可熔化材料令焊接面熔合。具体设计方式要视应用在焊接何种工件设备中。焊接压力、振幅等参数可调,保证焊头能接触到焊接面并施压,下工件为接受压力部分,置于底模中不动。焊头因产生超声波高频,令上工件震动生热,因而能与下工件熔合,焊头停止震动后,压力保持,令熔解位置冷却成型,整个焊接时间大多为一秒。这个方式在行业应用方面非常广泛,例如汽配,医疗,玩具文具等。
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三、超声波埋插
指埋植金属及镙丝于塑料件上。焊头接触金属钉,因震动生热,令钉子埋插于塑料件中。
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四、超声波铆接
此方式用于两件不同材料的塑料件,一方为一塑料铆钉贯穿另一件材料,焊头焊接面设计成铆钉包覆状。高频震动生热令塑料钉熔解成型包覆在另一件材料上。