超声波模具设计三要素

超声波模具的参数有哪些

1、 超声波模具的振幅参数

   振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的换能器不同，换能器输出的振幅都有所不同，经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅以符合要求，通常换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状，前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机，最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作，能保证振幅参数的稳定。

2、超声波模具频率参数

   任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40 KHz等，超声波焊接机的工作频率主要由超声波换能器（Transducer）、超声波变幅杆（Booster）、和超声波焊头（Horn）的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态，每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。超声波发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围，如一般设定为±0.5 KHz，在此范围内超声波塑料焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时，都会对谐振频率作调整，要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ，如 20KHz 焊头，我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz，误差为5‰

3、超声波模具振动节点

    超声波焊头、超声波变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体，在工作状态下，两个端面的振幅最大，应力最小，而相当于中间位置的节点振幅为零，应力最大。节点位置一般设计为固定位，但通常的固定位设计时厚度要大于3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定为零振幅，这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失，对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离，或采用隔声材料进行屏蔽，能量损失在设计振幅参数时予以考虑.。

4.超声波模具的阻抗

　   超声波模具的阻抗即声波在模具材料中传输时的声阻抗。如果材料声阻抗太大或者形状设计不合理，声波在传输过程中会出现极大的损失，等于超声波焊接机的电源负载很大，如果此时超声波电源保护不力，将会损害超声波电源的功率器件，同时应力集中在模具的某个位置也将造成模具裂纹。