Ультразвуковий підсилювач

Ультразвуковий зварювальний апарат, як правило, складається з ультразвукового генератора, ультразвукового перетворювача, ультразвукового підсилювача та опорного пристосування, в якому рупор в основному виконує роль передачі та посилення енергії. Початкова амплітуда ультразвуку, як правило, невелика, зазвичай лише кілька мікрон, тоді як амплітуда в реальних програмах обробки вимагає від десятків до сотень мікрон, тому часто необхідно збільшити амплітуду ультразвуку через ріг. Ефект механічного опору також може виникати між амплітудою та амплітудою. Узгодження імпедансу між перетворювачем і навантаженням може ефективніше передавати ультразвукову енергію від перетворювача до поверхні зварювання. Зазвичай використовуваними матеріалами рупору є алюмінієвий сплав, низьковуглецева сталь, нержавіюча сталь і титановий сплав. Кожен матеріал має свої переваги і недоліки. Наприклад, хоча титановий сплав має високу міцність і хороші акустичні характеристики, він дорожчий; Алюмінієвий сплав має низьку щільність і хороші акустичні характеристики, але його легко зношувати і ламати; Легована сталь має високу міцність і зносостійкість, але її акустичні характеристики відносно низькі.

Ультразвуковий підсилювач з алюмінієвого сплаву має високе підвищення температури вузла в процесі зварювання, тому підсилювач з алюмінієвого сплаву не підходить для великомасштабного та тривалого виробництва та обробки, але він більше підходить для зварювання невеликих партій і невеликих деталей. Порівняно з ультразвуковим підсилювачем із алюмінієвого сплаву, ультразвуковий підсилювач із легованої сталі має вищу жорсткість, модуль пружності та кращу зносостійкість, тому він підходить для великих партій і довгострокового середовища обробки. Ультразвуковий підсилювач із титанового сплаву є найбільш ідеальним матеріалом серед усіх матеріалів, але його ціна висока, і зазвичай він використовується лише для зварювання ключових компонентів.

Серед чотирьох матеріалів підвищення температури вузла наддуву з алюмінієвого сплаву є найвищим. Занадто висока температура вузла знизить резонансну частоту нагнітача, а потім вплине на якість зварювання. Цей ультразвуковий нагнітач не підходить для масової та тривалої обробки. Підвищення температури рогового з'єднання з титанового сплаву є найменшим, оскільки його внутрішнє демпфування невелике. У порівнянні з іншими матеріалами він більш стабільно працює на резонансній частоті. У нагнітачі з легованої сталі низьковуглецева сталь може витримувати вищу робочу температуру та вищу міцність зварювання, ніж нержавіюча сталь. Серед міцності зварного шва, отриманого ультразвуковим зварюванням зразків пластику ABS, міцність зварного шва, отриманого зварюванням під тиском титанового сплаву, є найвищою, оскільки матеріал титанового сплаву має невелике внутрішнє демпфування та втрати енергії. Низьковуглецева сталь, алюмінієвий сплав і нержавіюча сталь у свою чергу підвищують міцність зварювання.