需要強調的是,超聲波換能器本身并不是能量發(fā)生器,而只是一個(gè)能量換能器。它可以將電能轉化為聲能,在輸入輸出匹配良好的前提下,可以轉換大量的能量。
輸入匹配是指換能器與超聲波電源的匹配,如果輸出匹配好,但輸入匹配不好,則換能器弱,焊縫不牢固。如果輸出匹配差而輸入匹配好,則換能器會(huì )過(guò)載,導致芯片錯位、裂紋、折斷、螺絲斷裂、鋁裂紋、電箱功率管燒壞等。例如,就像汽車(chē)在空檔踩油門(mén)一樣,發(fā)動(dòng)機需要容易損壞。
換能器與驅動(dòng)電源匹配主要有四個(gè)方面:阻抗匹配、頻率匹配、功率匹配、容抗匹配。
頻率匹配也很重要。這是因為,首先,超聲波換能器只在其諧振頻率下工作,所以驅動(dòng)電源、喇叭、焊接模具都必須在這個(gè)頻率下工作。一般來(lái)說(shuō),我們希望這個(gè)差異最多不超過(guò)±0.1khz,越小越好。強烈建議兼容焊接模具的頻率比振動(dòng)器的頻率低0.1khz左右。換句話(huà)說(shuō),如果原振蕩器的小信號測得的頻率是14.85kHz,那么測量前先把模具接上14.75kHz比較理想。同時(shí)考慮到超聲波換能器接上變幅桿和模頭后,系統諧振頻率的峰值變得很尖,即帶寬很窄,機械品質(zhì)因數很大。而且很小的頻率偏差使得阻抗很高,驅動(dòng)電源上顯示的是電源很大或者過(guò)載保護。如果此時(shí)卸載機器,可能會(huì )導致尖端移位、尖端破裂或中心螺釘斷裂。
功率匹配和阻抗匹配主要是超聲波焊接系統在間隙中工作,負載變化較大,焊接時(shí)需要足夠的功率輸出,沒(méi)有負載時(shí),考慮控制最小振幅。否則,如上所述,如果在空載時(shí)輸入過(guò)大,將損壞換能器。滿(mǎn)載功率不增加,焊接要牢固。
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