超聲波換能器使用中的常見問題

一、超聲波換能器使用中的常見問題

超聲波焊接有超聲波金屬焊接和超聲波塑料焊接兩大類。其中超聲波塑料焊接技術(shù)已獲得較為普遍的應(yīng)用。它是利用換能器產(chǎn)生的超聲振動, 通過上焊件把超聲振動能量傳送到焊區(qū)。由于焊區(qū)即兩焊件交界處聲阻大, 所以會產(chǎn)生局部高溫使塑料熔化, 在接觸壓力的作用下完成焊接工作。超聲塑料焊接可方便焊接其他焊接法無法焊接的部位。另外, 還節(jié)約了塑料制品昂貴的模具費, 縮短了加工時間, 提高了生產(chǎn)效率, 有經(jīng)濟、快速和可靠等特點。

常見的問題

1、超聲波換能器的晶片開裂、無力、易過載、電極片打火、電極片開裂、發(fā)熱嚴重、怪聲、漏波、晶片錯位等

出現(xiàn)這類情況大致由于以下3種原因?qū)е碌?/p>

第一、超聲波發(fā)生器（超聲波電源或超聲波電箱）或模具（超聲波焊頭/焊頭）及裝配有問題。

解決辦法：檢查這些部件安裝是否存在問題，如果還是找不到原因，可以聯(lián)系我們在線技術(shù)人員幫你解答，排查并解決問題。

第二、換能器、增幅器有問題。

解決辦法：這種情況發(fā)生的可能性比較小，但是也會發(fā)生，

第三、雙方的產(chǎn)品都沒有問題，電容量和頻率不匹配。

這是最常見的情況，若輸入匹配不好，則表現(xiàn)為換能器無力，焊不牢。會造成換能器會過載，導致晶片錯位開裂，破碎，螺桿斷，鋁裂或燒電箱功率管等情況。不過現(xiàn)在超聲波設(shè)備都安裝了自動檢測，和過載保護報警裝置，能有效的防止設(shè)備損壞的可能性。

解決辦法：必須配置同頻率超聲波發(fā)生器、換能器、焊頭在一起使用。

2、換能器無力，焊不牢；重者換能器發(fā)熱嚴重

如前所述 因為陶瓷片是絕緣體，你幾乎可以理解為換能器是不通電的，它只是相當于一個電容器。要使換能器工作，實際上是通過驅(qū)動電路對它施加交流高電壓，讓換能器的電容充放電。壓電陶瓷片在交變電場的作用下做同步伸縮變形，形成了整個換能器的縱向振動，從而帶動變幅桿和模具振動。所以，若電容匹配不好，輕者是換能器無力，焊不牢；重者換能器發(fā)熱嚴重，燒電極片、燒電源的大功率管。

解決辦法：匹配好電容

3、換能器電極片（耳朵）振裂或燒掉

而且隨著長時間連續(xù)工作，換能器的溫度會升高，導致電容也會升高且變化量可能會超過 50% ，若不能將電容有效地匹配掉，就會造成回路中電流電壓相位差很大，功率因素很低，虛功高?？纯措娏骱艽?，但換能器沒力，易發(fā)熱，且電源的功率器件也容易發(fā)熱損壞。一般換能器電極片（耳朵）振裂或燒掉很可能就是由此引起的。

解決辦法：暫停使用，等到設(shè)備冷卻后在開機工作，一般不是連續(xù)發(fā)震，超負荷工作的這種情況出現(xiàn)的比較少。

二、超聲波換能器工作原理

超聲波換能器又叫超聲波振子，將超聲波發(fā)生器輸出的電能或者磁能轉(zhuǎn)換成相同頻率的機械振動，超聲焊接機用的換能器，目前有兩種，第一種是，磁致伸縮型換能器，第二種是壓電陶瓷換能器。第一種由于效率低，性價比低，還需外加直流極化磁場，因此目前超聲焊接機已經(jīng)很少使用。

現(xiàn)在超聲波焊接機設(shè)備大多采用的是第二種壓電陶瓷換能器。由材料的壓電效應(yīng)將電信號轉(zhuǎn)換為機械振動。醫(yī)用超聲換能器（超聲探頭）的工作原理大體是相同的，其內(nèi)部通常都包含一個電的儲能元件和一個機械振動系統(tǒng)。當換能器用作發(fā)射器時，從激勵電源送來的電振蕩信號將引起換能器中電儲能元件中電場或磁場的變化，這種變化通過某種效應(yīng)對換能器的機械振動系統(tǒng)產(chǎn)生一個推動力，使其進入振動狀態(tài)，從而推動與換能器機械振動系統(tǒng)相接觸的介質(zhì)發(fā)生振動，向介質(zhì)中輻射聲波。接收聲波的過程正好與此相反，外來聲波作用在換能器的振動面上，從而使換能器的機械振動系統(tǒng)發(fā)生振動，借助某種物理效應(yīng)，引起換能器儲能元件中的電場或磁場發(fā)生相應(yīng)的變化，從而引起換能器的電輸出端產(chǎn)生一個相應(yīng)于聲信號的電壓和電流。

審核編輯 黃昊宇