超声波模具的设计与制做

2022-10-10 11:21

你很有可能常常会出现如此的念头：超声波模具的设计和生产制造是十分的简易。千万别被欺诈，当采用一个生产加工不合理或者未通过自动调谐的焊头，将为你的生产制造发生高昂的损害——它会毁坏焊接实际效果，乃至更明显的会直接造成换能器或发生器的毁坏。

因而，超声波模具的设计，并不像它的外观这样简单，反过来，需要大多数的基础知识和专业技能，那麼，怎样保障焊头可以经济发展地工作中?怎样保障焊头可以将换能器变换的振动剖析能合理地传达到铸件上，发生连续平稳的焊接?

超声波模具，是超声波原理中有技术深层次的一个层面。即使已经有着两年的设计和研发工作经验，各位或是相信，仅有根据严谨的测验和质量管理，才可以制造出好焊头。各位的技术工程师将焊头的声学材料特点和设备特点地结合在一起，设计出合乎顾客要的产品。

各位制造的每一套焊头和模貝，无论是标准产品，或是依据用户需要订制的，全是用好的原料制作而成的，与此同时通过不断的检测。焊头的外观设计、抗压强度及其声频等多种主要参数通过多次实验，能合乎为严苛的标准，焊头和模貝做到的配对。

一.模貝的振幅主要参数

振幅，针对需要电焊的材料而言是一个重要主要参数，等同于铬铁的环境温度，温度达不上，便会溶接不了;环境温度过高，便会使原料烧糊或造成构造毁坏而抗压强度下降。

由于每一间公司采用的换能器不一样，换能器导出的振幅都各有不一样，通过兼容不一样变比的变幅杆及焊头，可以校准焊头的工作中振幅以符合要求，通常换能器的导出振幅为10-20μm，而工作中振幅一般为30μm上下，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的样子、前后左右总面积比等原因有关。以样子而言，如指数型变幅、函数公式型变幅、台阶型变幅等，对变比影响非常大，前后左右总面积比与总变比正有关。若贵司采用的是不一样公司公司知名品牌的自动焊接机，简易的方法是，按已工作中的焊头的占比规格制做，能保障振幅主要参数的平稳。

二.模貝工作频率主要参数

一切公司的超声波塑焊机都是有一个中心工作频率，例如20KHz、40KHz等，自动焊接机的输出功率关键由换能器(Transducer)、变幅杆(Booster)和焊头(Horn)的机械设备固有频率所决定。

发生器的工作频率依据机械设备固有频率调节，以实现一致，使焊头工作中在串联谐振情况，每一个一部分都设计成一个半光波长的串联谐振体。发生器及机械设备固有频率都是有一个串联谐振工作中范畴，如一般设置为±0.5KHz，在这儿区域内，自动焊接机基本上都能正常的工作中。各位制做每一个焊头时，都是会对串联谐振作调节，要求保证串联谐振与设计工作频率偏差低于0.1KHZ，如，20KHz焊头，各位焊头的次数会操纵在19.90-20.10KHz，偏差为5‰。

三.震动连接点

焊头、变幅杆，均被设计为一个输出功率的半光波长串联谐振体。在运行状态下，2个内孔的振幅大，内应力小，而等同于正中间部位的连接点振幅为零，内应力大。连接点部位一般设计为固定不动位，但通常的固定位设计时薄厚要超过3mm，或是凹形槽固定不动，因此，固定不动位并不是为零振幅，这样便会导致一些鸣叫声和一部分的热量损害，针对鸣叫声，通常用硅胶圈同其他零件防护，或采用吸声材料进行屏蔽掉;动能损害在设计振幅主要参数时予以考虑。

四.加工精度

超声波焊头，由于工作中于高频率震动情况下，应尽可能保证一个对称性设计，以防止声波频率传送的不可逆性造成的不平衡内应力及横着震动(各位所用以电焊的焊头，应用的是超声波振荡的竖向传送，针对全部串联谐振系统来讲)，不平衡震动能造成焊头发热及破裂。

超声波焊接应用于不一样领域，对加工精度要求是不一样的。针对尤其薄的产品工件，如锂电池极片与极耳的焊接、金箔纸等的覆盖等，对加工精度的要求十分高，各位全部的生产设备均采用数控机械(如数控加工中心等)，这样能够保障生产加工下来的精密度符合要求。

五.模貝应用期限

一只焊头的应用寿命，重要决定于2个层面：一、材料，二、加工工艺。

材料层面：

超声波焊接要求金属材质有顺滑性(声波频率流传环节中机械设备耗损小)好的特性，因此，常见的材质为铝合金型材及钛金属。

材料是保障超声波模具应用寿命与溶接产品实际效果的首要因素之一。模貝进行的环节是繁杂的，因此，不只是模具工程师设计尽量谨慎选择材料，亦需掌握自己产品标准该应用什么材料，防止因忽略而干扰其时效性与质量。

1.镁铝合金(7075T651，2024T651，6061T651)

(1)7075T651：应用于震动系统及焊头生产制造，该材质具备高机械设备抗拉强度，强度高，导热性强，是理想化的超声波模具生产制造材料;

(2)2024T651：一般应用与焊头生产制造，延展性佳，导热性强，强度适度，用以一般橡塑制品;

(3)6061T651：应用于较低出力之焊头生产制造，延展性佳，质过软。