超聲波焊接機(jī)的組成

超聲波焊機(jī)主要由如下幾個(gè)部分組成：發(fā)生器、氣動(dòng)部分、程序控制部分、換能器部分。發(fā)生器的主要作用是將工頻50Hz的電源利用電子線路轉(zhuǎn)化成高頻（例如20KHz）的高壓電波；氣動(dòng)部分的主要作用是在加工過(guò)程中完成加壓、保壓等壓力工作需要；程序控制部分控制整部機(jī)器的工作流程，做到一致的加工效果；換能器部分是將發(fā)生器產(chǎn)生的高壓電波轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，經(jīng)過(guò)傳遞、放大、達(dá)到加工表面。

現(xiàn)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較多的發(fā)生器一般有兩種：一種是以美國(guó)BRANSON 公司為代表，所采用的橋式功放電路，保護(hù)電路采用相位保護(hù)，工作頻率一般為20KHz。其優(yōu)點(diǎn)是電轉(zhuǎn)換效率高，缺點(diǎn)是頻率調(diào)節(jié)電感調(diào)節(jié)范圍窄，頻率跟蹤性能較差；另一個(gè)缺點(diǎn)是功率不可能做得很大，最大也就是3KW 左右；另一種是臺(tái)灣型機(jī)器，普遍采用B類功放、過(guò)流保護(hù)、橋式反饋。優(yōu)點(diǎn)是功率可以做得較大（如4.2KW），頻率跟蹤性能好，大功率情況下一般采用15KHz的工作頻率。缺點(diǎn)是電轉(zhuǎn)化效率較低，15KHz的工作頻率是人耳所能聽(tīng)到的，反映出噪聲較大；另外還有瑞士、德國(guó)、日本的采用頻率自動(dòng)跟蹤技術(shù)的機(jī)器。因其價(jià)格較高 ，國(guó)內(nèi)并不常見(jiàn)。

換能器部分由三部分組成：換能器（TRANSDUCER）、增幅器（又稱二級(jí)桿、變幅桿，BOOSTER）、焊頭（又稱焊模，HORN或SONTRODE）。

① 換能器(TRANSDUCER)：換能器的作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)信號(hào)。將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)信號(hào)有兩種物理效應(yīng)可以應(yīng)用。A：磁致伸縮效應(yīng)。磁致伸縮效應(yīng)在早期的超聲波應(yīng)用中較常使用，其優(yōu)點(diǎn)是可做的功率容量大；缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)化效率低，制作難度大，難于大批量工業(yè)生產(chǎn)。B：壓電效應(yīng)的反效應(yīng)。壓電陶瓷換能器具有轉(zhuǎn)換效率高，大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是制作的功率容量偏小。現(xiàn)有的超聲波機(jī)器一般都采用壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器是用兩個(gè)金屬的前后負(fù)載塊將壓電陶瓷夾在中間，通過(guò)螺桿緊密連接而制成的。通常的換能器輸出的振幅為10μm左右。

② 變幅桿（BOOSTER）：變幅桿本身就是一條金屬柱，通過(guò)形狀的設(shè)計(jì)，可以將換能器傳遞過(guò)來(lái)的振幅進(jìn)行放大，達(dá)到加工塑料件所需能量振幅，相當(dāng)于加熱的溫度，如我們常用的ABS、AS 塑料所需的加工振幅為20μm左右；尼龍、聚丙稀所需的加工振幅為50μm左右。

③ 焊頭（HORN）：焊頭的作用是對(duì)于特定的塑料件制作，符合塑料件的形狀、加工范圍等要求。

換能器、變幅桿、焊頭均設(shè)計(jì)為所工作的超聲頻率的半波長(zhǎng)，所以它們的尺寸和形狀均要經(jīng)過(guò)特別的設(shè)計(jì)；任何的改動(dòng)均可能引致頻率、加工效果的改變，所以需要專業(yè)制作。根據(jù)所采用的材料不同，尺寸也會(huì)有所不同。適合做超聲波的換能器、變幅桿和焊頭的材料有：鈦合金、鋁合金、合金鋼等。由于超聲波是不停地以20KHz左右高頻振動(dòng)的，所以材料的要求非常高，并不是普通的材料所能承受的。