超聲波原理必看演示文稿

超聲波原理必看演示文稿4/3/2023現(xiàn)在是1頁\一共有16頁\編輯于星期六4/3/2023優(yōu)選超聲波原理必看現(xiàn)在是2頁\一共有16頁\編輯于星期六№1.超聲波應(yīng)用原理我們知道正確的波的物理定義是：振動在物體中的傳遞形成波。這樣波的形成必須有兩個條件：一是振動源，二是傳播介質(zhì)。波的分類一般有如下幾種：一是根據(jù)振動方向和傳播方向來分類。當(dāng)振動方向與傳播方向垂直時，稱為橫波。當(dāng)振動方向與傳播方向一致時，稱為縱波。二是根據(jù)頻率分類，我們知道人耳敏感的聽覺范圍是20HZ-20000HZ，所以在這個范圍之內(nèi)的波叫做聲波。低于這個范圍的波叫做次聲波，超過這個范圍的波叫超聲波。波在物體里傳播，主要有以下的參數(shù)：一是速度V，二是頻率F，三是波長λ。三者之間的關(guān)系如下：V=F.λ。波在同一種物質(zhì)中傳播的速度是一定的，所以頻率不同，波長也就不同。另外，還需要考慮的一點就是波在物體里傳播始終都存在著衰減，傳播的距離越遠，能量衰減也就越厲害，這在超聲波加工中也屬于考慮范圍?，F(xiàn)在是3頁\一共有16頁\編輯于星期六1.超聲波在塑料加工中的應(yīng)用原理：塑料加工中所用的超聲波，現(xiàn)有的幾種工作頻率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙，在加壓的情況下，使兩個塑料件或其它件與塑料件接觸部位的分子相互撞擊產(chǎn)生融化，使接觸位塑料熔合，達到加工目的?，F(xiàn)在是4頁\一共有16頁\編輯于星期六2.波焊機的組成部分：超聲波焊接機主要由如下幾個部分組成：發(fā)生器、氣動部分、程序控制部分，換能器部分。發(fā)生器主要作用是將工頻50HZ的電源利用電子線路轉(zhuǎn)化成高頻（例如20KHZ）的高壓電波。氣動部分主要作用是在加工過程中完成加壓、保壓等壓力工作需要。程序控制部分控制整部機器的工作流程，做到一致的加工效果。換能器部分是將發(fā)生器產(chǎn)生的高壓電波轉(zhuǎn)換成機械振動，經(jīng)過傳遞、放大、達到加工表面?，F(xiàn)在是5頁\一共有16頁\編輯于星期六3.器部分由三部分組成：換能器（TRANSDUCER）；增幅器（又稱二級桿、變幅桿，BOOSTER）；焊頭（又稱焊模，HORN或SONTRODE）。現(xiàn)在是6頁\一共有16頁\編輯于星期六4.換能器(TRANSDUCER)：換能器的作用是將電信號轉(zhuǎn)換成機械振動信號。將電信號轉(zhuǎn)換成機械振動信號有兩種物理效應(yīng)可以應(yīng)用。A：磁致伸縮效應(yīng)。B：壓電效應(yīng)的反效應(yīng)。磁致伸縮效應(yīng)在早期的超聲波應(yīng)用中較常使用，其優(yōu)點是可做的功率容量大；缺點是轉(zhuǎn)化效率低，制作難度大，難于大批量工業(yè)生產(chǎn)。自從朗之萬壓電陶瓷換能器的發(fā)明，使壓電效應(yīng)反效應(yīng)的應(yīng)用得以廣泛采納。壓電陶瓷換能器具有轉(zhuǎn)換效率高，大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，缺點是制作的功率容量偏小。現(xiàn)有的超聲波機器一般都采用壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器是用兩個金屬的前后負載塊將壓電陶瓷夾在中間，通過螺桿緊密連接而制成的。通常的換能器輸出的振幅為10μm左右。現(xiàn)在是7頁\一共有16頁\編輯于星期六5.焊頭（HORN）：焊頭的作用是對于特定的塑料件制作，符合塑料件的形狀、加工范圍等要求。換能器、變幅桿、焊頭均設(shè)計為所工作的超聲頻率的半波長，所以它們的尺寸和形狀均要經(jīng)過特別的設(shè)計；任何的改動均可能引致頻率、加工效果的改變，它們需專業(yè)制作。耐用根據(jù)所采用的材料不同，尺寸也會有所不同。適合做超聲波的換能器、變幅桿和焊頭的材料有：鈦合金、鋁合金、合金鋼等。由于超聲波是不停地以20KHZ左右高頻振動的，所以材料的要求非常高，并不是普通的材料所能承受的?，F(xiàn)在是8頁\一共有16頁\編輯于星期六№2.波工作原理：塑性塑料的超聲波加工，是利用工作接面間高頻率的摩擦而使分子間急速產(chǎn)生熱量，當(dāng)此熱量足夠熔化工作時，停止超聲波發(fā)振，此時工件接面由熔融而固化，完成加工程序。通常用于塑料加工的頻率有20KHZ和15KHZ，其中20KHZ仍在人類聽覺之外，故稱為超聲波，但15KHZ仍在人類聽覺范圍只內(nèi)?，F(xiàn)在是9頁\一共有16頁\編輯于星期六№3波機構(gòu)原理：

20V，50HZ轉(zhuǎn)變?yōu)?5KHZ（或20KHZ）之高壓電能，利用震動子轉(zhuǎn)換成機械能。如此的機械振動，經(jīng)由傳動子，焊頭傳至加工物，并利用空氣壓力，產(chǎn)生工作接面之摩擦效果。振動子和傳動子裝置在振筒內(nèi)，外接焊頭，利用空壓系統(tǒng)和控制回路，在事先設(shè)定之條件下升降，以完成操作程序?，F(xiàn)在是10頁\一共有16頁\編輯于星期六№4.功用說明：1.遲時間設(shè)定：調(diào)整開始發(fā)振時間，在限制開關(guān)動作后0~9.99秒開始發(fā)振。2.熔接時間設(shè)定：調(diào)整熔接時間長短，在延遲時間終了發(fā)振0~9.99秒之范圍。3.硬化時間設(shè)定：調(diào)整發(fā)振終了工作物熔接處冷卻定型時間在0~9.99秒之范圍。4.計數(shù)器：工作循環(huán)次數(shù)記錄用，附有歸零壓扣。5.調(diào)整及壓力表：工作壓力之指示及調(diào)整壓力用。6.聲波調(diào)整：調(diào)整振動子系與發(fā)振回路之共振匹配，使轉(zhuǎn)換效率達到理想。7.振幅表：顯示聲波空載或負載工作之振幅強弱。8.電源開關(guān)及燈：電源開關(guān)之控制，及指示開路之信號9.選擇開關(guān)（自動/手動/聲波檢查）：自動或手動之選擇，及作聲波空載檢視之按紐。10.聲波出力調(diào)整紐：聲波出力段數(shù)之設(shè)定用，1~2段為一般使用，3~4段為強力輸出用。11.聲波過載燈：顯示聲波過載之不正常，需做聲波調(diào)整，至過載燈不會顯示為止。（若仍無法解除，請來電洽詢）12.頻率指示：調(diào)試機器時做機器頻率顯示13焊頭：傳動振動能量于工作物之上，使之熔接。14上升/下降緩沖調(diào)整：調(diào)整孔位于機臺側(cè)面可適當(dāng)調(diào)整，使升降慣性適中。15下降速度調(diào)整：調(diào)整合理適當(dāng)之下降工作速度用。16熔接位置視窗：檢視正常熔接時焊頭壓附工作物之狀況。17.最低點微調(diào)螺絲：在熔接熔化塊，或外形尺寸需精確時使用可限制汽缸之下降。18水平微調(diào)螺絲：調(diào)整此四支螺絲，可使焊頭平均壓附在工作物上。19輸出電纜及插座：聯(lián)接機體振動子系統(tǒng)與發(fā)振箱線路用。20控制電纜及插座：聯(lián)接機體控制單元與發(fā)振箱自動控制回路用。21接地螺母：電子回路之接地線連接用，漏電時之安全保障。22保險絲座：電子線路之過載保護。現(xiàn)在是11頁\一共有16頁\編輯于星期六№5.機器安裝法：1.將發(fā)振箱放置于機體附近操作員易于觀察及調(diào)整之處。2.接地：將地線一端接地，另一端接于發(fā)振箱后面之接地旋鈕。3.發(fā)振箱與機體聯(lián)接：將機體之輸出電纜插頭及控制電纜插頭接于發(fā)振箱插座及機體插座上4.接空壓源：將高壓氣壓管引清凈干燥之空壓源與熔接機體上空氣濾清器入口接頭以管束結(jié)合鎖緊。5.接電源：發(fā)振箱后面之電源線及插頭，請接上AC220V，∮60/50HZ電源?，F(xiàn)在是12頁\一共有16頁\編輯于星期六№6.各部調(diào)整及熔接前準備工作：1.裝焊頭：（1）先將換能器（CONE）及焊頭（HORN）以及焊頭螺絲，以酒精或汽油擦洗干凈，再將焊頭螺絲及換能器，焊頭結(jié)合面抹上一層薄薄的黃油脂再將焊頭螺絲鎖于焊頭上。注意：換能器，焊頭之結(jié)合面若有損傷時，振動之傳達效率會遞減，應(yīng)謹保養(yǎng)。（2）再緊固4支焊頭水平調(diào)整螺絲，將換能器固定在其旋轉(zhuǎn)范圍之中間位置處。（3）把焊頭用手旋入換能器到不能回轉(zhuǎn)為止。（4）以焊頭鎖緊扳手焊頭旋緊（約300Kg/cm之扭力），此時特別注意不讓換能器旋轉(zhuǎn)，以防止轉(zhuǎn)梢扭斷。（若發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)則4支焊頭水平調(diào)整螺絲要再緊固些）。2.焊頭調(diào)整：（1）調(diào)整準備：①打開氣壓源，并調(diào)整壓力至2kg/C㎡。②打開發(fā)振箱上之總電源開關(guān)，此時電源指示燈亮。（2）焊頭方向調(diào)整：①放松4支水平調(diào)整螺絲，將焊頭之方位與工作物對正，再按機體升降開關(guān)使焊頭壓附工作物。（3）焊頭水平調(diào)整：輕拍焊頭四周，使焊頭與工作物吻合狀況后，平均固定4支水平調(diào)整螺絲。（4）焊頭高低位置調(diào)整：①若工作物之熔接對于高低需準備時，調(diào)整最低點微調(diào)螺絲頂于升降筒在熔接后最適當(dāng)位置。（5）熔接準備：①依工作物之狀況，設(shè)定出力段數(shù)于適當(dāng)位置。（應(yīng)從低段數(shù)試起以維壽命）再按聲波檢查開關(guān)，并轉(zhuǎn)聲波調(diào)整螺絲，使振幅表之指示在最低刻度為止。注意：按聲波檢查開關(guān)，應(yīng)按下三秒停止一秒間歇方式，以維護振動子壽命。現(xiàn)在是13頁\一共有16頁\編輯于星期六№7.熔接操作：熔接延遲時間及硬化時間設(shè)定方法一．面板按鍵說明：1．手動/自動：手動自動轉(zhuǎn)換。2.聲波檢測：測試聲波是否正常。3.1.00S：時間增加1秒。4．0.10S：時間增加0.1秒。5.0.01S:時間增加0.01秒。6.設(shè)定：設(shè)定延遲時間/熔接時間和硬化時間7．時間顯示：顯示全部時間時為自動待機狀態(tài)，數(shù)字全部顯示為“0”時機器處于手動狀態(tài)，數(shù)字為單組時間顯示另兩組不顯示時為設(shè)定狀態(tài)。（每三個數(shù)字（8.88）為一組時間，共三組時間）現(xiàn)在是14頁\一共有16頁\編輯于星期六二．時間設(shè)定方法：1．按“設(shè)定”鈕，延遲時間與熔接時間變暗不顯示，硬化時間處于設(shè)定狀態(tài)。此時可通過時間設(shè)定鍵增加相應(yīng)的時間（例：按1.00S鍵及增加1秒，依次類推按0.10S及增加0.1秒，按0.01S增加0.01秒）。時間為循環(huán)式設(shè)定，及相應(yīng)的時間到“9”以后在增加時間及又從“0”開始。（例：時間顯示為9.99時，按1.00S鍵后時間即變?yōu)?.99。）2.延遲時間和硬化時間與熔接時間調(diào)整方法相同。按設(shè)定鍵一次為硬化時間設(shè)定，再按一次為熔接時間設(shè)定，再按一次為延遲時間設(shè)定。再按一次及回到工作狀態(tài)。（三組時間中單一顯示的一組時間及為正在設(shè)定的時間。）3.完成上述之各部調(diào)整及熔接前準備后，按手動/自動按鈕，使機器處與自動狀態(tài)。（三組時間均顯示為正常的預(yù)設(shè)時間）4.熔接按鈕試熔接，熔接機即可自動熔接工作一次。5.視察熔接工作狀況及熔接后工作物形態(tài)，再調(diào)整焊頭，并重新設(shè)定工作條件，再試熔，重復(fù)調(diào)整至工作物理想熔接條件。（延遲時間、硬化時間之設(shè)定，從較長時間遞減設(shè)定至理想條件，聲波出力及熔接時間之設(shè)定，則需由小而大漸增方式設(shè)定，以維護振動子之壽命。）6.設(shè)定至理想熔接條件后。即可從事作業(yè)生產(chǎn)，生產(chǎn)前，首先將計數(shù)器歸零，及做聲波檢查，并清除工作機上不必要之物品，再行作業(yè)?，F(xiàn)在是15頁\一共有16頁\編輯于星期六