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當物體振動時會發出聲音。科學家們将每秒鐘振動的次數稱為聲音的頻率,它的單位是赫茲。我們人類耳朵能聽到的聲波頻率為16HZ~20KHz(千赫茲)。因此,當物體的振動超過一定的頻率,即高于人耳聽阈上限時,人們便聽不出來了,這樣的聲波稱為“超聲波”。通常用于醫學診斷的超聲波頻率為1~5兆赫。
雖然說人類聽不出超聲波,但不少動物卻有此本領。它們可以利用超聲波“導航”、追捕食物,或避開危險物。大家可能看到過夏天的夜晚有許多蝙蝠在庭院裡來回飛翔,它們為什麼在沒有光亮的情況下飛翔而不會迷失方向呢?原因就是蝙蝠能發出2~10萬赫茲的超聲波,這好比是一座活動的“雷達站”。蝙蝠正是利用這種“雷達”判斷飛行前方是昆蟲,或是障礙物的。我們人類直到第一次世界大戰才學會利用超聲波,這就是利用“聲納”的原理來探測水中目标及其狀态,如潛艇的位置等。此時人們向水中發出一系列不同頻率的超聲波,然後記錄與處理反射回聲,從回聲的特征我們便可以估計出探測物的距離、形态及其動态改變。醫學上最早利用超聲波是在1942年,奧地利醫生杜西克首次用超聲技術掃描腦部結構;以後到了60年代醫生們開始将超聲波應用于腹部器官的探測。如今超聲波掃描技術已成為現代醫學診斷不可缺少的工具。
超聲波為什麼可以用來焊接超聲波焊接是通過超聲波發生器将50/60赫茲電流轉換成15、20、30或40KHz高頻電能。被轉換的高頻電能通過換能器再次被轉換成為同等頻率的機械運動,随後機械運動通過一套可以改變振幅的變幅杆裝置傳遞到焊頭。焊頭将接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部,在該區域,振動能量被通過摩擦方式轉換成熱能,将塑料熔化。超聲波不僅可以被用來焊接硬熱塑性塑料,還可以加工織物和薄膜。一套超聲波焊接系統的主要組件包括超聲波發生器,換能器/變幅杆/焊頭三聯組,模具和機架 。
超聲波塑料焊接原理
超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時,會産生每秒幾萬次的高頻振動,這種達到一定振幅的高頻振動,通過上焊件把超聲能量傳送到焊區,由于焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大,因此會産生局部高溫。又由于塑料導熱性差,一時還不能及時散發,聚集在焊區,緻使兩個塑料的接觸面迅速熔化,加上一定壓力後,使其融合成一體。當超聲波停止作用後,讓壓力持續幾秒鐘,使其凝固成型,這樣就形成一個堅固的分子鍊,達到焊接的目的,焊接強度能接近于原材料強度。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅,所加壓力及焊接時間等三個因素,焊接時間和焊頭壓力是可以調節的,振幅由換能器和變幅杆決定。這三個量相互作用有個适宜值,能量超過适宜值時,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。
超聲波金屬焊接原理
超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率(超過16KHz )的機械振動能量,連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法.金屬在進行超聲波焊接時,既不向工件輸送電流,也不向工件施以高溫熱源,隻是在靜壓力之下,将線框振動能量轉變為工件間的摩擦功、形變能及有限的溫升.接頭間的冶金結合是母材不發生熔化的情況下實現的一種固态焊接.因此它有效地克服了電阻焊接時所産生的飛濺和氧化等現象。超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接.可廣泛應用于可控矽引線、熔斷器片、電器引線、锂電池極片、極耳的焊接。
超聲波焊接的應用範圍超聲波焊接引用領域:玩具業、文具業、家電業、電子業、食品業、通信業、交通業、航天航空等。
應用實例:
日用品業:粉盒、化妝鏡、發梳、鎖圈、保溫杯、密封式容器、調味瓶、水管接頭、提把、瓶蓋、食品容器、汽車燈罩、汽車水箱… 等。
玩具業:各式球類玩具、文具、水槍、塑料禮品、音樂玩具、及各式塑料玩具…等。
電器業:電子鐘、蒸氣熨鬥、吸塵器、電話、計算機鍵盤、電風扇、電池…等。
汽車制造業:車燈、照後鏡、内飾、保險杠、各類塑料成品…等。
電子行業:主要生産電源、适配器、充電器、手機外殼等衆多與塑料相關産品。電子行業是目前使用超聲波塑焊機最多的行業,
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