手持式超聲波焊接機(jī)的工作原理及其結(jié)構(gòu)

　　手持式超聲波焊接機(jī)的原理在超聲波焊接過程中，手持式超聲波焊接機(jī)可將這種高頻振動(dòng)波通過增幅器增大其震動(dòng)波幅，然后在加載到上模，通過上模將增強(qiáng)過的高頻振動(dòng)波作用在產(chǎn)品上，使產(chǎn)品之間瞬間高頻振動(dòng)不能夠產(chǎn)生高熱量，從而達(dá)到產(chǎn)品熔接在一起的目的。
　　手持式超聲波焊接機(jī)由高頻電流轉(zhuǎn)換器、壓電式轉(zhuǎn)換器、調(diào)幅器、電極臂或聲波桿等基本構(gòu)架組成。
　　1.高頻電流轉(zhuǎn)換器
　　高頻電流轉(zhuǎn)換器的主要作用是將輸入的低頻電流轉(zhuǎn)化為輸出的高頻電流，其頻率范圍與超聲波頻率范圍相同，超聲波焊接較常使用的是20khz的輸出頻率。
　　2.壓電式轉(zhuǎn)換器
　　壓電式轉(zhuǎn)換器的作用是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)能，而頻率保持不變。通常由一個(gè)壓電或變頻器來完成，它是利用不對(duì)稱的晶體，如天然石英晶片、合成的鈦酸鋰或鋇的晶片等，在處于交變電場(chǎng)時(shí)會(huì)隨著電流頻率的變化而發(fā)生相同頻率的機(jī)械變形或尺寸收縮，也叫壓電效應(yīng)。利用這類芯片的壓電效應(yīng)可將高頻電能轉(zhuǎn)換為超聲波能。
　　3.調(diào)幅器
　　壓電材料在交流電壓的作用下擴(kuò)張或收縮即產(chǎn)生了高頻振動(dòng)，但這種振動(dòng)的程度即振幅并不大，約為（0.01-0.02mm）。這對(duì)于要產(chǎn)生一個(gè)良好的焊接顯然是不夠的，因此在手持式超聲波焊接機(jī)上使用一個(gè)稱謂調(diào)幅器的部件以增加振幅。這是一種半波鋁質(zhì)或鈦質(zhì)的共振器。
　　4.電極臂或聲波桿
　　電極臂或聲波桿又稱超聲波模具，是將能量傳給待焊塑料產(chǎn)品的工具通常由鋁、鈦等合金制成。它的功能是隨著電極臂端部的振幅增強(qiáng)，把高頻振動(dòng)和壓力輸送至部件的焊接部位，較典型的振動(dòng)幅度范圍為（0.05-0.12）mm。電極臂的設(shè)計(jì)是一件復(fù)雜的事情，除了在形狀上要與待焊產(chǎn)品的輪廓相吻合，同時(shí)在焊接產(chǎn)品過程中還應(yīng)保證其頻率與手持式超聲波焊接機(jī)相匹配。為保證焊接工序的順利進(jìn)行，電極臂一般由手持式超聲波焊接機(jī)廠家或聲學(xué)研究機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)制造。