超声波焊头的设计

超声波焊头有两个主要的功能：①进一步提高振幅（与变幅杆类似）；②将超声波能量施加到焊接部件上。焊头长度通常为1/2波长，由Ａ１或Ｔi制成。图8.12为几种标准焊头（阶梯型，指数变化型和悬链型）的形状、应力分布和振幅分布。可以看出，改变焊头形状可以改变焊头中的应力分布和振幅。在图8.12中，阶梯型焊头式容易加工，但其振幅较低而内应力较高。另一方面，指数变化型焊头的振幅较高而内应力较低，这种兼备的性能较好。

由于焊头在切割或导入时磨损较多，因此焊头通常采用钢材或表面硬焊一层碳化物。在这些应用中，一般有较保守的最大振幅限制用来限制焊头上感应的应力。焊头的设计常常较复杂，如波节柱塞型。波节柱塞一般包括安装在焊头节点处，推靠在焊件上的橡胶或弹簧。焊头上配置柱塞常用来减少焊接过程中焊件可能产生的脱模或振动。其他焊头结构设计可能包括焊件校直装置，同样也常安装在焊头节点上。焊头表面也可能安装有用于切割焊件的刀具。对非常宽的焊头，常在焊头上开槽使焊头表面振幅更加均匀。图8.13为250px宽开槽和未开槽的焊头。通过优化开槽尺寸和位置，焊头表面的振幅变化可以控制在小于5%的范围内。