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超声波焊头开槽尺寸设计

日期:2019-08-08 22:33
 超声波焊头设计是一项非常复杂的工作,需要根据选择的材料密度、需要焊接的产品尺寸、超声波机器频率、超声波振动的方向、振幅等因素综合考虑。超声波焊头开槽的目的是破坏超声波传输过程中产生的横向震动。超声波焊头开槽一般在1/2横波波长位置,焊头越大,开槽的数量就越多。主要根据声学原理考虑。  至于焊头上下宽度不同的原因,主要考虑的是增加振幅。原理类似于放大声波的输出。  良好的模具是稳定焊接的相对重要的先决条件。如果模具设计不好,会导致一系列焊接问题,如焊接不均匀、模具发热、噪音、甚至开裂等。
超声波焊头开槽
超声波焊头的设计不仅要考虑其应力条件和振幅条件,更重要的是要考虑其频率条件。焊接头的结构尺寸影响整个声学系统的频率特性。一个各种数据达标的焊头在使用时,换能器、发生器和焊头可以达到更好的匹配状态。设备的故障率,焊接稳定性。焊头的使用寿命都都取决于超声波焊头的品质。
 
超声波模具是超声波技术中技术深度最大的方面。  尽管我们有几年的设计和开发经验,但我们仍然坚信,只有通过严格的测试和质量控制,我们才能生产出一个好的焊接头。  我们的工程师将焊接头的声学和机械特性完美结合,设计出最能满足客户需求的产品。  生产的每套焊头和模具,无论是标准产品还是根据客户要求定制的,都由非常好的材料制成,并同时经过反复测试。  经过对焊头形状、强度、音频等各种参数的多次测试,焊头能够达到最严格的标准,焊头与模具能够达到最完美的匹配。   
超声波焊头开槽
 在不同的产品中,必须使用相应的焊头  对于较大的零件,为了提高生产率和保证产品质量,需要一个大尺寸的超声波模具,其辐射表面是狭长的条形表面或长度和宽度相当的大尺寸矩形表面。  在实际工作中,要求焊头的谐振频率必须等于超声波换能器和发生器系统的谐振频率,否则会出现许多问题,如换能器频率降低和焊头振动模式的改变。 因此,必须从理论上准确地确定工具的共振频率。 

对于横向尺寸远小于纵向尺寸(例如横向尺寸大于1/4纵波波长)的振动工具,横向振动对纵向振动影响很小,可以忽略不计。  此时,一维振动理论可以用来获得与实验相一致的结果。  然而,对于大尺寸振动系统,由于工具的横向尺寸接近或大于对应于振动系统工作频率的纵波波长,工具产生严重的横向振动  此外,横向振动和纵向振动相互影响。这时,一维振动理论会产生很大的误差。必须把超声波焊头开槽来满足这种尺寸较大模具的设计需要,有效地抑制超声模具的横向振动,提高模具辐射区域位移分布的均匀性。
超声波模具开槽
  超声波焊头的横向尺寸比纵向尺寸小得多,纵向尺寸一般需要2倍以上,即l,≥2lx,l,≥21y,横向谐振频率比纵向谐振频率高得多。因此,横向振动对纵向振动的影响很小。工具振动类似于细长杆沿z方向的一维纵向振动,此时,可以利用一维理论来设计超声波模具,以满足实际的精度要求  。
 
焊头的两个横向尺寸之一比模具的纵向尺寸小得多,即12)21,(或1),但是模具的另一个横向尺寸更大,接近或超过模具的纵向尺寸。此时,声波的辐射表面是狭长的矩形表面,并且对应于较小维度方向的横向振动可以忽略不计,但是对应于较大维度方向的横向共振频率接近于纵向共振频率,并且两者将相互作用  因此,该方向的横向振动对纵向有较大影响。  此时,一维理论已不再适用,必须用快速振动理论来分析、研究和设计这类系统,并抑制横向振动。为了抑制横向振动,超声波焊头开槽是唯一解决的方法。
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