초음파 용접 기의 구조와 원리

초음파 용접 기의 구조와 원리

초음파 용접 기계는 주로 발전기, 공압 부품, 프로그램 제어 부분 및 트랜스듀서 부품과 같은 부분으로 구성됩니다. 발전기의 주요 기능은 전자 회로로 50Hz 전원 공급 장치를 고주파(예: 20KHz) 고전압 전파로 변환하는 것입니다. 공압 부품의 주요 기능은 처리 중 압력 및 압력과 같은 압력 작업 요구 사항을 완료하는 것입니다. 프로그램 제어 부품은 일관된 처리 효과를 달성하기 위해 전체 기계의 작업 프로세스를 제어합니다. 트랜스듀서의 부품은 발전기에서 생성된 고전압 전파를 기계적 진동으로 변환하여 처리 표면에 도달하기 위해 전달되고 증폭됩니다.

일반적으로 중국에서 널리 사용되는 두 가지 유형의 발전기가 있습니다: 하나는 미국 BRANSON 회사에서 사용하는 교량 전력 증폭기 회로이고, 보호 회로는 위상 보호를 채택하고, 작동 주파수는 일반적으로 20KHz이다. 그 장점은 높은 전기 변환 효율입니다. 단점은 주파수 조정 인덕턴스 조정 범위가 좁고 주파수 추적 성능이 좋지 않는다는 것입니다. 다른 단점은 전력이 크게 만들 수 없고 최대는 약 3KW라는 것입니다. 다른 하나는 대만 기계로, 일반적인 사용 클래스 B 전력 증폭기, 과전류 보호, 교량 피드백입니다. 장점은 전력이 더 크게 만들 수 있다는 것입니다 (예 : 4.2KW), 주파수 추적 성능이 양호하고, 15KHz의 작동 주파수는 일반적으로 고전력의 경우에 사용된다. 단점은 전기 변환 효율이 낮고, 15KHz의 작동 주파수가 인간의 귀에 가청되어 더 큰 소음을 반사한다는 것입니다. 또한 스위스, 독일, 일본에는 자동 주파수 추적 기술을 사용하는 기계가 있습니다. 높은 가격 때문에 중국에서는 흔하지 않습니다.

트랜스듀서 부품은 트랜스듀서(TRANSDUCER), 앰프(이차 극, 경적, 부스터라고도 함), 용접 헤드(용접 다이, HORN 또는 SONTRODE라고도 함)의 세 부분으로 구성됩니다.

(1) 트랜스듀서(TRANSDUCER): 트랜스듀서의 역할은 전기 신호를 기계적 진동 신호로 변환하는 것입니다. 전기 신호를 기계적 진동 신호로 변환하기 위해 적용할 수 있는 두 가지 물리적 효과가 있습니다. A: 자기 수축 효과. 자기 수축 효과는 일반적으로 초기 초음파 응용 프로그램에서 사용됩니다. 그것의 장점은 사용 가능한 전력 용량이 크다는 것입니다. 그 단점은 변환 효율이 낮고 제조가 어렵고 대량 산업 생산이 어렵다는 것입니다. B: 압전 효과의 역효과. 압전 세라믹 트랜스듀서는 높은 변환 효율과 대량 생산의 장점을 가지고 있습니다. 단점은 생산된 전력 용량이 상대적으로 작다는 것입니다. 기존의 초음파 기계는 일반적으로 압전 세라믹 트랜스듀서를 사용합니다. 압전 세라믹 트랜스듀서는 두 개의 금속 전방 및 후방 하중 블록 사이에 압전 세라믹을 끼워 서 나사로 단단히 연결하여 만들어집니다. 일반적인 트랜스듀서의 출력 진폭은 약 10 μm입니다.

(2) 부스터: 뿔 자체는 금속 기둥입니다. 형상의 설계를 통해, 트랜스듀서에 의해 전달되는 진폭은 플라스틱 부품을 처리하는 데 필요한 에너지 진폭을 달성하기 위해 증폭될 수 있으며, 이는 일반적으로 사용되는 ABS 및 AS 플라스틱에 필요한 처리 진폭과 같은 가열 온도와 동등한 약 20μm; 나일론과 폴리 프로필렌에 필요한 처리 진폭은 약 50μm입니다.

(3) HORN: 용접 헤드의 기능은 특정 플라스틱 부품을 만들고 플라스틱 부품의 모양 및 처리 범위의 요구 사항을 충족하는 것입니다.

트랜스듀서, 뿔 및 용접 헤드는 모두 작동 초음파 주파수의 절반 파장이 되도록 설계되므로 크기와 모양은 특별히 설계되어야 합니다. 어떤 수정은 주파수 및 처리 효과에 변화를 일으킬 수 있습니다, 그래서 전문적인 생산이 필요합니다. 사용되는 재료에 따라 크기가 다릅니다. 초음파 트랜스듀서, 뿔 및 용접 헤드에 적합한 재료는 티타늄 합금, 알루미늄 합금, 합금 강철 등입니다. 초음파는 약 20KHz의 고주파에서 지속적으로 진동하기 때문에 재료에 대한 요구 사항은 매우 높기 때문에 일반 재료가 견딜 수있는 것은 아닙니다.