大功率超声波是以物(wù)理(lǐ)、電(diàn)子、机械振动、材料等學(xué)科(kē)為(wèi)基础的现代高新(xīn)技术之一,它是以能(néng)量使物(wù)體(tǐ)或物(wù)性变化的功率应用(yòng),在國(guó)民(mín)经济中它对提高产品质量,降低生产成本、提高生产效率、防止环境污染等具有(yǒu)特殊潜在的能(néng)力。近10年来,随着微電(diàn)子技术发展,新(xīn)型材料的日新(xīn)月异使大功率超声的产生、基本效应的研究和技术应用(yòng)取得了较大的进恳据國(guó)外报导知,功率超声产生的社会与经济效益增長(cháng)速度相当惊人,1995年超声波清洗机产值28亿美元,超声塑料焊接2亿美元、國(guó)内功率超声产值為(wèi)1.67亿元,國(guó)内一些传统的超声波清洗机、焊接、加工等设备的研制、销售也方兴未艾,近年来发展较快的新(xīn)技术及其应用(yòng)例如声化學(xué)、超声马达、环保治理(lǐ),超声治疗也十分(fēn)活跃下面就功率超声几个主要方面的技术与应用(yòng)作简介。
超声波焊接机分(fēn)金属焊接与塑料焊接两种,其功能(néng),原理(lǐ)略有(yǒu)不同,但基本设备还是超声发生器和换能(néng)振动系统。
金属焊接有(yǒu)点焊缝焊对焊等,超声波焊接机广泛应用(yòng)在铝板,铝箔、铜板的焊接和硅片与金属線(xiàn),電(diàn)容引線(xiàn)的连接煤電(diàn)子工业中的点焊一般功率较小(xiǎo),在几十W或几W以下,而缝焊与对焊功率较大,在几百W甚至几十kW}据日本报导用(yòng)两个上下振动系统进行对焊,频率27kHz,功率3kW可(kě)焊10mm厚的铝板,其焊接强度达焊样的本身强度超声缝焊目前主要应用(yòng)在薄板1mm或0.5mm以下的铝管焊接这种焊接属连续焊,因此要求振动系统损耗小(xiǎo),可(kě)靠性好。
超声波塑焊机是超声通过焊头加到两被焊面交界处,由于交界面处声阻大因此产生局部高温聚集在焊區(qū),致使交界面处的塑料迅速熔化,在一定压力下,两块焊件合成一體(tǐ)随着塑料工业迅速发展,且塑焊时不添加任何粘结剂、填料或溶剂,不污染环境,因此被广泛应用(yòng)到航空、汽車(chē)、電(diàn)器、仪表、包装、玩具、電(diàn)子、医疗器械服装等行业超声波塑焊机的质量与焊件交界面处的超声能(néng)量、压力、焊接时间有(yǒu)关,正确掌握三者间的关系是焊接强度的关键用(yòng)微机控制的超声塑焊机能(néng)根据焊件的状态性质、自动控制发生器的输出功率、焊件的压力及焊接的时间等参数使达到最佳焊接状态,当参数不适应时会自动报警或停机目前焊接大尺寸工件时,由于大截面焊头受横向振动的影响,其振幅分(fēn)布均匀与否是相当关键的,正确设计振动系统尤其工具头是超声波塑焊机的成败因素有(yǒu)时焊件要求多(duō)头焊接这种子母式的焊头应设计成半波長(cháng)或全波長(cháng),当多(duō)焊面在同一平面且间距较小(xiǎo)时取半波長(cháng),间距较大时可(kě)取全波長(cháng)目前的超声波塑焊机其所用(yòng)频率大多(duō)在15~40kHz间,对于一些熔点较高的聚脂薄膜类可(kě)用(yòng)更高的频率,甚至达300kHz左态随着以塑代钢节约金属材料和减轻重量,超声塑焊的应用(yòng)领域和市场前景是令人鼓舞的。