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超声波变幅杆材质对焊接强度的影响

2022-02-15 09:22:03

超声波塑料焊接因其焊接速度快、焊接产品质量高而广泛应用于塑料焊接的各个领域,尤其是复杂表面层的注射模焊接。超声波焊接一般由超声波发生器、传感器(换能器)、喇叭(放大器)、焊头和配套夹具组合而成,其中放大器主要在超声波焊接生产和加工中起到能量传递和放大的作用。

超声波的初始振幅通常很小,通常只有几微米,但实际上,生产和加工所需的振幅约为几十到几百微米。因此,通常需要通过喇叭扩大振幅。该喇叭还可以充分发挥机械特性阻抗的作用,实现传感器与负载之间的阻抗匹配。超声波能量可以更合理有效地从传感器传递到待焊接的表面层。

喇叭材料的关键要求是在循环载荷下具有良好的声学特性和抗疲劳损伤能力。更常用的喇叭材料包括铝合金型材、低碳钢、不锈钢和钛合金。

通过对不同材料的变幅杆进行超声波焊接试验,得出以下结论:

1、在四种喇叭材料中,铝合金喇叭节点温升较高,过高的节点温度会降低喇叭的谐振频率,进而影响焊接质量。这种喇叭不适合大规模、长期加工。

2、钛合金喇叭的节点温升较低,因为其阻尼较小,在谐振频率下比其他材料更稳定。

3、在合金钢喇叭中,低碳钢比不锈钢具有更高的工作温度和更高的焊接强度。在塑料样品超声波焊接获得的ABS焊接强度中,钛合金喇叭焊接获得的焊接强度很高,因为钛合金具有较小的阻尼和能量损失。其次是低碳钢,再其次是铝和不锈钢。

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