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(gè)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(shí)，稱為橫波。當(dāng)振動方向與傳播方向一致時(shí)，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(gè)范圍之內(nèi)的波叫做聲波。低于這個(gè)范圍的波叫做次聲波，超過這個(gè)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(diǎn)就是波在物體里傳播始終都存在著衰減，傳播的距離越遠(yuǎn)，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(gè)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(dá)到加工目的。現(xiàn)在是4頁\一共有16頁\編輯于星期六2.波焊機(jī)的組成部分：超聲波焊接機(jī)主要由如下幾個(gè)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(jī)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(jī)械振動，經(jīng)過傳遞、放大、達(dá)到加工表面。現(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(jī)械振動信號。將電信號轉(zhuǎn)換成機(jī)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(diǎn)是可做的功率容量大；缺點(diǎn)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(diǎn)，缺點(diǎn)是制作的功率容量偏小?，F(xiàn)有的超聲波機(jī)器一般都采用壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器是用兩個(gè)金屬的前后負(fù)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(jì)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(jì)；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。現(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(shí)，停止超聲波發(fā)振，此時(shí)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(jī)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(jī)械能。如此的機(jī)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(shí)間設(shè)定：調(diào)整開始發(fā)振時(shí)間，在限制開關(guān)動作后0~9.99秒開始發(fā)振。2.熔接時(shí)間設(shè)定：調(diào)整熔接時(shí)間長短，在延遲時(shí)間終了發(fā)振0~9.99秒之范圍。3.硬化時(shí)間設(shè)定：調(diào)整發(fā)振終了工作物熔接處冷卻定型時(shí)間在0~9.99秒之范圍。4.計(jì)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(dá)到理想。7.振幅表：顯示聲波空載或負(fù)載工作之振幅強(qiáng)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(qiáng)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(jī)器時(shí)做機(jī)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(jī)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(shí)焊頭壓附工作物之狀況。17.最低點(diǎn)微調(diào)螺絲：在熔接熔化塊，或外形尺寸需精確時(shí)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(jī)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(jī)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(shí)之安全保障。22保險(xiǎn)絲座：電子線路之過載保護(hù)。現(xiàn)在是11頁\一共有16頁\編輯于星期六№5.機(jī)器安裝法：1.將發(fā)振箱放置于機(jī)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(jī)體聯(lián)接：將機(jī)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(jī)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(jī)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。現(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(zhǔn)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(shí)，振動之傳達(dá)效率會遞減，應(yīng)謹(jǐn)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(shí)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(zhǔn)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(shí)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(jī)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(zhǔn)備時(shí)，調(diào)整最低點(diǎn)微調(diào)螺絲頂于升降筒在熔接后最適當(dāng)位置。（5）熔接準(zhǔn)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(hù)振動子壽命?，F(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(shí)間及硬化時(shí)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(shí)間增加1秒。4．0.10S：時(shí)間增加0.1秒。5.0.01S:時(shí)間增加0.01秒。6.設(shè)定：設(shè)定延遲時(shí)間/熔接時(shí)間和硬化時(shí)間7．時(shí)間顯示：顯示全部時(shí)間時(shí)為自動待機(jī)狀態(tài)，數(shù)字全部顯示為“0”時(shí)機(jī)器處于手動狀態(tài)，數(shù)字為單組時(shí)間顯示另兩組不顯示時(shí)為設(shè)定狀態(tài)。（每三個(gè)數(shù)字（8.88）為一組時(shí)間，共三組時(shí)間）現(xiàn)在是14頁\一共有16頁\編輯于星期六二．時(shí)間設(shè)定方法：1．按“設(shè)定”鈕，延遲時(shí)間與熔接時(shí)間變暗不顯示，硬化時(shí)間處于設(shè)定狀態(tài)。此時(shí)可通過時(shí)間設(shè)定鍵增加相應(yīng)的時(shí)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(shí)間為循環(huán)式設(shè)定，及相應(yīng)的時(shí)間到“9”以后在增加時(shí)間及又從“0”開始。（例：時(shí)間顯示為9.99時(shí)，按1.00S鍵后時(shí)間即變?yōu)?.99。）2.延遲時(shí)間和硬化時(shí)間與熔接時(shí)間調(diào)整方法相同。按設(shè)定鍵一次為硬化時(shí)間設(shè)定，再按一次為熔接時(shí)間設(shè)定，再按一次為延遲時(shí)間設(shè)定。再按一次及回到工作狀態(tài)。（三組時(shí)間中單一顯示的一組時(shí)間及為正在設(shè)定的時(shí)間。）3.完成上述之各部調(diào)整及熔接前準(zhǔn)備后，按手動/自動按鈕，使機(jī)器處與自動狀態(tài)。（三組時(shí)間均顯示為正常的預(yù)設(shè)時(shí)間）4.熔接按鈕試熔接，熔接機(jī)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(shí)間、硬化時(shí)間之設(shè)定，從較長時(shí)間遞減設(shè)定至理想條件，聲波出力及熔接時(shí)間之設(shè)定，則需由小而大漸增方式設(shè)定，以維護(hù)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(jì)數(shù)器歸零，及做聲波檢查，并清除工作機(jī)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