各种塑料部件的超声波焊接

看到可以用各种类型的塑料制成的形状和组件真是太神奇了。制造许多这些部件的一项重要技术是超声波塑料焊接机。但是它们是如何工作的呢？

我在 Emerson.com 的布兰森定制工具部分发现了布兰森超声波喇叭目录。超声波焊接机由电源、执行器、转换器、助推器和喇叭组成。功率转换器将标准的 60Hz 低频电能转换为非常高频率（15、20、30、40KHz）的电能。

从目录中，这是操作理论。

焊接支架将转换器、增压器和喇叭安装在一个坚固的立柱安装机柜中。气动启动的托架机构对零件施加压力，电子编程器控制超声波曝光和夹紧时间。

转换器将来自电源的电能转换为 15、20、30 或 40 kHz 的机械振动。转换器的核心是锆钛酸铅电致伸缩元件，当被电能激发时，它会以其谐振频率膨胀和收缩。

超声波喇叭通常长半波长，共振频率为15、20、30或40 kHz，将机械振动能量从转换器传递到工件。此外，一旦接头表面熔化，喇叭就会保持形成焊缝所需的压力。

当喇叭以其共振频率振动时，它的两端向相反的方向移动，使喇叭变长和缩短。喇叭的中心或节点区域没有发生纵向运动，但该区域的应力集中最大。

喇叭振幅以喇叭面的峰峰值位移来测量。通过改变喇叭的质量比或改变输入振幅来增加或减少振幅。喇叭的输出幅度与其输入幅度之比称为“增益”。特定应用所需的喇叭振幅取决于塑料的类型、操作类型（例如焊接、打桩等）、零件几何形状和该应用的接头设计。

有许多类型的喇叭可供选择，以满足塑料焊接应用的要求。该目录概述了几种基本的喇叭类型，包括阶梯式、指数式、连续形、矩形或“条形”号角以及圆形喇叭。除了这些基本喇叭之外，目录还列出了许多其他为开发和特殊工具而开发的喇叭。