一、超聲波換能器使用中的常見(jiàn)問(wèn)題

超聲波焊接有超聲波金屬焊接和超聲波塑料焊接兩大類(lèi)。其中超聲波塑料焊接技術(shù)已獲得較為普遍的應(yīng)用。它是利用換能器產(chǎn)生的超聲振動(dòng), 通過(guò)上焊件把超聲振動(dòng)能量傳送到焊區(qū)。由于焊區(qū)即兩焊件交界處聲阻大, 所以會(huì)產(chǎn)生局部高溫使塑料熔化, 在接觸壓力的作用下完成焊接工作。超聲塑料焊接可方便焊接其他焊接法無(wú)法焊接的部位。另外, 還節(jié)約了塑料制品昂貴的模具費(fèi), 縮短了加工時(shí)間, 提高了生產(chǎn)效率, 有經(jīng)濟(jì)、快速和可靠等特點(diǎn)。

常見(jiàn)的問(wèn)題

1、超聲波換能器的晶片開(kāi)裂、無(wú)力、易過(guò)載、電極片打火、電極片開(kāi)裂、發(fā)熱嚴(yán)重、怪聲、漏波、晶片錯(cuò)位等

出現(xiàn)這類(lèi)情況大致由于以下3種原因?qū)е碌?/p>

第一、超聲波發(fā)生器（超聲波電源或超聲波電箱）或模具（超聲波焊頭/焊頭）及裝配有問(wèn)題。

解決辦法：檢查這些部件安裝是否存在問(wèn)題，如果還是找不到原因，可以聯(lián)系我們?cè)诰€(xiàn)技術(shù)人員幫你解答，排查并解決問(wèn)題。

第二、換能器、增幅器有問(wèn)題。

解決辦法：這種情況發(fā)生的可能性比較小，但是也會(huì)發(fā)生，

第三、雙方的產(chǎn)品都沒(méi)有問(wèn)題，電容量和頻率不匹配。

這是最常見(jiàn)的情況，若輸入匹配不好，則表現(xiàn)為換能器無(wú)力，焊不牢。會(huì)造成換能器會(huì)過(guò)載，導(dǎo)致晶片錯(cuò)位開(kāi)裂，破碎，螺桿斷，鋁裂或燒電箱功率管等情況。不過(guò)現(xiàn)在超聲波設(shè)備都安裝了自動(dòng)檢測(cè)，和過(guò)載保護(hù)報(bào)警裝置，能有效的防止設(shè)備損壞的可能性。

解決辦法：必須配置同頻率超聲波發(fā)生器、換能器、焊頭在一起使用。

2、換能器無(wú)力，焊不牢；重者換能器發(fā)熱嚴(yán)重

如前所述 因?yàn)樘沾善墙^緣體，你幾乎可以理解為換能器是不通電的，它只是相當(dāng)于一個(gè)電容器。要使換能器工作，實(shí)際上是通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)它施加交流高電壓，讓換能器的電容充放電。壓電陶瓷片在交變電場(chǎng)的作用下做同步伸縮變形，形成了整個(gè)換能器的縱向振動(dòng)，從而帶動(dòng)變幅桿和模具振動(dòng)。所以，若電容匹配不好，輕者是換能器無(wú)力，焊不牢；重者換能器發(fā)熱嚴(yán)重，燒電極片、燒電源的大功率管。

解決辦法：匹配好電容

3、換能器電極片（耳朵）振裂或燒掉

而且隨著長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，換能器的溫度會(huì)升高，導(dǎo)致電容也會(huì)升高且變化量可能會(huì)超過(guò) 50% ，若不能將電容有效地匹配掉，就會(huì)造成回路中電流電壓相位差很大，功率因素很低，虛功高?？纯措娏骱艽?，但換能器沒(méi)力，易發(fā)熱，且電源的功率器件也容易發(fā)熱損壞。一般換能器電極片（耳朵）振裂或燒掉很可能就是由此引起的。

解決辦法：暫停使用，等到設(shè)備冷卻后在開(kāi)機(jī)工作，一般不是連續(xù)發(fā)震，超負(fù)荷工作的這種情況出現(xiàn)的比較少。

二、超聲波換能器工作原理

超聲波換能器又叫超聲波振子，將超聲波發(fā)生器輸出的電能或者磁能轉(zhuǎn)換成相同頻率的機(jī)械振動(dòng)，超聲焊接機(jī)用的換能器，目前有兩種，第一種是，磁致伸縮型換能器，第二種是壓電陶瓷換能器。第一種由于效率低，性?xún)r(jià)比低，還需外加直流極化磁場(chǎng)，因此目前超聲焊接機(jī)已經(jīng)很少使用。

現(xiàn)在超聲波焊接機(jī)設(shè)備大多采用的是第二種壓電陶瓷換能器。由材料的壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)。醫(yī)用超聲換能器（超聲探頭）的工作原理大體是相同的，其內(nèi)部通常都包含一個(gè)電的儲(chǔ)能元件和一個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)換能器用作發(fā)射器時(shí)，從激勵(lì)電源送來(lái)的電振蕩信號(hào)將引起換能器中電儲(chǔ)能元件中電場(chǎng)或磁場(chǎng)的變化，這種變化通過(guò)某種效應(yīng)對(duì)換能器的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)推動(dòng)力，使其進(jìn)入振動(dòng)狀態(tài)，從而推動(dòng)與換能器機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)相接觸的介質(zhì)發(fā)生振動(dòng)，向介質(zhì)中輻射聲波。接收聲波的過(guò)程正好與此相反，外來(lái)聲波作用在換能器的振動(dòng)面上，從而使換能器的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，借助某種物理效應(yīng)，引起換能器儲(chǔ)能元件中的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而引起換能器的電輸出端產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)于聲信號(hào)的電壓和電流。

審核編輯 黃昊宇