普通超声波焊接机的工作频率为20khz。当一些产品使用20khz超声波机焊接缺陷时,这时需要做一些改进工作,所以其他的操作频率设备,如15kHz、28kHz、35kHz、40kHz、28k到40kHz的设备,已经开发出来了。这些高频元件体积小,抗噪性低,工作速度慢。当材料经受28khz至40khz的反应时,具有较好的组合保护作用。
转换器喇叭和焊接头喇叭都很小,因为35khz或40khz波长大约是20khz波长的一半。这允许组件相互靠近放置,使设备适合在较小的空间自动化设备。为了移动身体的一部分,没有必要移动整个身体。设备成本可降低10%左右。
超声波焊接机主要由以下几部分组成:发电机(程控)、气动部分、换能器部分。
①发电机(程控):发电机的主要功能是利用电子电路将50HZ电源转换成高频(如20KHZ)高压波。程序控制整个机器的工作过程,以达到一致的加工结果。
②气动部分(焊接架):气动部分的主要功能是完成加工过程中的增压、压力维持等压力工作需要。
③换能器部分(换能器、喇叭、焊头):换能器部分将发电机产生的高压电波转换成机械振动,并传送放大到达加工表面。
当然,过大的压力和振幅也会对焊接质量产生不利影响,如材料退化、泄漏、裂纹和闪光等。因此,超声波焊接需要一个优化工艺参数的过程。参数确定后,焊接工艺可达到稳定输出,焊接速度快,焊接强度高。这就是超声波焊接在批量生产中得到广泛应用的原因。
焊接所需的热量取决于材料类型、焊接设计和设备规格。传统的控制热的方法是通过时间模式焊接,即焊接一定的时间,如0.2-1s(一般小于1s)。然而,如今的超声波焊接设备往往可以设置和监控焊接距离、功率和能量。经过适当培训的操作人员也可以根据实际情况和不同的材料调整参数,以获得一致的焊接结果。这也大大提高了焊接的灵活性和可靠性。