Ultragarso suvirinimo aparato struktūra ir principas
Ultragarso suvirinimo aparatas daugiausia susideda iš šių dalių: generatorius, pneumatinė dalis, programos valdymo dalis, ir keitiklio dalis. Pagrindinė generatoriaus funkcija yra konvertuoti 50Hz maitinimo šaltinį su elektroninėmis grandinėms į aukšto dažnio (pvz., 20KHz) aukštos įtampos elektros bangas; pagrindinė pneumatinės dalies funkcija – įvykdyti slėgio darbo reikalavimus, pvz., slėgį ir slėgį apdorojimo metu; programos valdymas Dalis kontroliuoja visos mašinos darbo procesą, kad būtų pasiektas nuoseklus apdorojimo efektas; keitiklio dalis paverčia generatoriaus generuojama aukštos įtampos elektrinę bangą mechanine vibracija, kuri perduodama ir sustiprinama, kad pasiektų apdorojimo paviršių.
Paprastai Yra dviejų tipų generatoriai, kurie yra plačiai naudojami Kinijoje: Vienas iš jų yra tilto galios stiprintuvo grandinė, kurią naudoja Jungtinių Valstijų BRANSON kompanija, apsaugos grandinė priima fazių apsaugą, o veikimo dažnis paprastai yra 20KHz. Jo privalumas yra didelis elektros konversijos efektyvumas. Trūkumas yra tas, kad dažnio reguliavimo indukcijos reguliavimo diapazonas yra siauras, o dažnio sekimo našumas yra prastas; kitas trūkumas yra tas, kad galia negali būti didelė, didžiausia yra apie 3KW; kitas yra Taivano mašina, kuri yra bendra Naudoti B klasės galios stiprintuvas, overcurrent apsauga, tiltas grįžtamasis ryšys. Privalumas yra tas, kad galia gali būti didesnė (pvz., 4.2KW), dažnio sekimo našumas yra geras, o 15KHz darbinis dažnis paprastai naudojamas didelės galios atveju. Trūkumas yra tas, kad elektros konversijos efektyvumas yra mažas, o 15KHz darbinis dažnis yra girdimas žmogaus ausiai, atspindintis didesnį triukšmą; be to, Šveicarijoje, Vokietijoje ir Japonijoje yra mašinų, naudojančių automatinio dažnių sekimo technologiją. Dėl savo didelės kainos kinijoje tai nėra įprasta.
Keitiklio dalį sudaro trys dalys: keitiklis (TRANSDUCER), stiprintuvas (dar vadinamas antriniu poliumi, ragu, BOOSTER), suvirinimo galvutė (dar vadinama suvirinimo die, HORN arba SONTRODE).
(1) Keitiklis (TRANSDUCER): keitiklio vaidmuo – elektrinius signalus paversti mechaninės vibracijos signalais. Yra du fiziniai poveikiai, kuriuos galima taikyti elektriniams signalams paversti mechaninės vibracijos signalais. A: Magnetostrityvus efektas. Magnetostrictive poveikis paprastai naudojamas anksti ultragarso programas. Jo privalumas yra tas, kad jis turi didelį turimą galią; jo trūkumas yra tas, kad jis yra mažas konversijos efektyvumas, sunku gaminti ir sunku masinė pramoninė gamyba. B: Atvirkštinis pjezoelektrinio efekto poveikis. Pjezoelektriniai keraminiai keitliai turi didelio konversijos efektyvumo ir masinės gamybos privalumų. Trūkumas yra tas, kad gaminami energijos pajėgumai yra palyginti maži. Esamos ultragarso mašinos paprastai naudoja pjezoelektrinius keraminius keitiklius. Pjezoelektrinis keraminis keitiklis pagamintas sumuoliuodamas pjezoelektrinę keramiką tarp dviejų metalinių priekinių ir galinių apkrovos blokų ir sandariai sujungtas varžtu. Tipinio keitiklio išvesties amplitudė yra apie 10 μm.
(2) BOOSTER: Pats ragas yra metalinė kolonėlė. Projektuojant formą, keitiklio perduodama amplitudė gali būti sustiprinta, kad būtų pasiekta plastikų dalims apdoroti reikalinga energijos amplitudė, kuri yra lygiavertė šildymo temperatūrai, pvz., Mūsų dažniausiai naudojamiems ABS ir AS plastikams reikalinga apdorojimo amplitudė yra apie 20 μm; nailonui ir polipropilenui reikalinga apdorojimo amplitudė yra apie 50 μm.
(3) HORN: Suvirinimo galvutės funkcija yra gaminti konkrečias plastikines dalis ir atitikti plastikinių dalių formos ir apdorojimo diapazono reikalavimus.
Keitliai, ragai ir suvirinimo galvutės yra suprojektuoti taip, kad būtų pusė darbinio ultragarso dažnio bangos ilgio, todėl jų dydis ir forma turi būti specialiai suprojektuoti; bet koks pakeitimas gali sukelti dažnio ir apdorojimo poveikio pokyčius, todėl būtina profesionali gamyba. Priklausomai nuo naudojamos medžiagos, dydis skirsis. Medžiagos, tinkamos ultragarso keitikliams, ragams ir suvirinimo galvutėms, yra: titano lydinis, aliuminio lydinis, lydinio plienas ir kt. Kadangi ultragarso bangos nuolat vibruoja aukštu maždaug 20KHz dažniu, medžiagų reikalavimai yra labai aukšti, o tai nėra tai, ką paprastos medžiagos gali atlaikyti.
