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一 超聲波工作原理
當(dāng)物體振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)出聲音??茖W(xué)家們將每秒鐘振動(dòng)的次數(shù)稱(chēng)為聲音的頻率,它的單位是赫茲。我們?nèi)祟?lèi)耳朵能聽(tīng)到的聲波頻率為16~20,000赫茲。因此,當(dāng)物體的振動(dòng)超過(guò)一定的頻率,即高于人耳聽(tīng)閾上限時(shí),人們便聽(tīng)不出來(lái)了,這樣的聲波稱(chēng)為“超聲波”。通常用于醫(yī)學(xué)診斷的超聲波頻率為1~5兆赫。
雖然說(shuō)人類(lèi)聽(tīng)不出超聲波,但不少動(dòng)物卻有此本領(lǐng)。它們可以利用超聲波“導(dǎo)航”、追捕食物,或避開(kāi)危險(xiǎn)物。大家可能看到過(guò)夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院里來(lái)回飛翔,它們?yōu)槭裁丛跊](méi)有光亮的情況下飛翔而不會(huì)迷失方向呢?原因就是蝙蝠能發(fā)出2~10萬(wàn)赫茲的超聲波,這好比是一座活動(dòng)的“雷達(dá)站”。蝙蝠正是利用這種“雷達(dá)”判斷飛行前方是昆蟲(chóng),或是障礙物的。
我們?nèi)祟?lèi)直到第一次世界大戰(zhàn)才學(xué)會(huì)利用超聲波,這就是利用“聲納”的原理來(lái)探測(cè)水中目標(biāo)及其狀態(tài),如潛艇的位置等。此時(shí)人們向水中發(fā)出一系列不同頻率的超聲波,然后記錄與處理反射回聲,從回聲的特征我們便可以估計(jì)出探測(cè)物的距離、形態(tài)及其動(dòng)態(tài)改變。醫(yī)學(xué)上最早利用超聲波是在1942年,奧地利醫(yī)生杜西克首次用超聲技術(shù)掃描腦部結(jié)構(gòu);以后到了60年代醫(yī)生們開(kāi)始將超聲波應(yīng)用于腹部器官的探測(cè)。如今超聲波掃描技術(shù)已成為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)診斷不可缺少的工具。
振動(dòng)頻率高于20000 Hz(赫茲)的為超聲。研究超聲波的產(chǎn)生、傳播 、接收,以及各種超聲效應(yīng)和應(yīng)用的聲學(xué)分支叫超聲學(xué)。產(chǎn)生超聲波的裝置有機(jī)械型超聲發(fā)生器(例如氣哨、汽笛和液哨等)、利用電磁感應(yīng)和電磁作用原理制成的電動(dòng)超聲發(fā)生器、以及利用壓電晶體的電致伸縮效應(yīng)和鐵磁物質(zhì)的磁致伸縮效應(yīng)制成的電聲換能器等。
二 超聲波焊接原理
把AC220V單相交流電,經(jīng)整流濾波變換成純直流電,配合大功率器件組成正弦波信號(hào),觸發(fā)超音波振動(dòng)子將電子能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,經(jīng)變幅桿擴(kuò)大振幅,再靠焊頭( HORN )將能量傳達(dá)至塑料弓箭只接觸面,配合機(jī)械裝置組成的傳動(dòng)氣缸施加合適的壓力,使分子與分子間產(chǎn)生激烈摩擦生熱原理,促使產(chǎn)品瞬間熔化并結(jié)合為一體。通過(guò)上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū),由于焊區(qū)即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大,因此會(huì)產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差,一時(shí)還不能及時(shí)散發(fā),聚集在焊區(qū),致使兩個(gè)塑料的接觸面迅速熔化,加上一定壓力后,使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后,讓壓力持續(xù),有些許保壓時(shí)間,使其凝固成型,這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈,達(dá)到焊接的目的,焊接強(qiáng)度能接近于原材料本體強(qiáng)度。
三 超聲波塑料焊接的方法1、熔接法:超聲波振動(dòng)隨焊頭將超聲波傳導(dǎo)至焊件,由于兩焊件處聲阻大,因此產(chǎn)生局部高溫,使焊件交界面熔化。在一定壓力下,使兩焊件達(dá)到美觀、快速、堅(jiān)固的熔接效果。2、埋植(插)法:螺母或其它金屬欲插入塑料工件。首先將超聲波傳至金屬,經(jīng)高速振動(dòng),使金屬物直接埋入成型塑膠內(nèi),同時(shí)將塑膠熔化,其固化后完成埋插。3、鉚接法:欲將金屬和塑料或兩塊性質(zhì)不同的塑料接合起來(lái),可利用超聲波鉚接法,使焊件不易脆化、美觀、堅(jiān)固。4、點(diǎn)焊法:利用小型焊頭將兩件大型塑料制品分點(diǎn)焊接,或整排齒狀的焊頭直接壓于兩件塑料工件上,從而達(dá)到點(diǎn)焊的效果。5、成型法:利用超聲波將塑料工件瞬間熔化成型,當(dāng)塑料凝固時(shí)可使金屬或其它材質(zhì)的塑料牢固。6、切除法:利用焊頭及底座的特別設(shè)計(jì)方式,當(dāng)塑料工件剛射出時(shí),直接壓于塑料的枝干上,通過(guò)超聲波傳導(dǎo)達(dá)到切除的效果。超聲波塑料焊接機(jī)的工作原理 當(dāng)超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時(shí),會(huì)產(chǎn)生每秒幾萬(wàn)次的高頻振動(dòng),這種達(dá)到一定振幅的高頻振動(dòng),通過(guò)上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū),由于焊區(qū)即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大,因此會(huì)產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差,一時(shí)還不能及時(shí)散發(fā),聚集在焊區(qū),致使兩個(gè)塑料的接觸面迅速熔化,加上一定壓力后,使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后,讓壓力持續(xù)幾秒鐘,使其凝固成型,這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈,達(dá)到焊接的目的,焊接強(qiáng)度能接近于原材料強(qiáng)度。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅,所加壓力及焊接時(shí)間等三個(gè)因素,焊接時(shí)間和焊頭壓力是可以調(diào)節(jié)的,振幅由換能器和變幅桿決定。這三個(gè)量相互作用有個(gè)適宜值,能量超過(guò)適宜值時(shí),塑料的熔解量就大,焊接物易變形;若能量小,則不易焊牢,所加的壓力也不能太大。這個(gè)最佳壓力是焊接部分的邊長(zhǎng)與邊緣每1mm的最佳壓力之積。
四適用行業(yè):
超聲波熔接普遍運(yùn)用于汽車(chē)行業(yè)、電子行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、家電行業(yè)、無(wú)紡布服裝、辦公用品、包裝行業(yè)、玩具行業(yè)等。比如車(chē)身塑料零件,汽車(chē)車(chē)門(mén)、汽車(chē)汽車(chē)儀表、車(chē)燈車(chē)鏡、遮陽(yáng)板、內(nèi)飾件、濾清器,反光材料、反光道釘、保險(xiǎn)杠、拉索、摩托車(chē)用塑料濾清器、散熱器、制動(dòng)液罐、油杯、水箱、油箱、風(fēng)管、尾氣凈化器、托盤(pán)濾板;塑膠電子:預(yù)付費(fèi)水表電表,通訊設(shè)備,無(wú)繩電話,手機(jī)配件,手機(jī)殼,電池殼,充電器、閥控式密封維護(hù)鉛酸蓄電池 ,3寸軟盤(pán),U盤(pán),SD卡,CF卡,USB接插件、藍(lán)牙;玩具文具:文件夾,相冊(cè),折盒,PP中空板,筆套,墨盒,硒鼓,;醫(yī)用日用:
手表,廚具,口服液瓶蓋,點(diǎn)滴瓶蓋、手機(jī)飾件,金柔刷,日用品,衛(wèi)生用品,兒童用品,空氣床墊,衣架,刀柄,園藝用品,櫥具潔具,花灑,金柔刷,淋浴頭,防偽瓶蓋,化妝品瓶蓋,咖啡壺,洗衣機(jī)、空氣除濕機(jī),電熨斗、電水壺、吸塵器,音箱金屬面蓋及土木格柵,以及超聲波延伸行業(yè),拉鏈貼布,紙杯封口,商標(biāo)切帶,等。
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