超声波工作原理
频率高于人的听觉上限(约为20000赫)的声波,称为超声波,或称为超声。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短,只有几厘米,甚至千分之几毫米。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性──超声波的波长很短,通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍,因此超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,这一特性就越---。功率特性──当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率---,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个---压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,起到了---的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)乳化,并且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
我们知道正确的波的物理定义是:振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件:一是振动源,二是传播介质。波的分类一般有如下几种:一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时,称为横波。当振动方向与传播方向一致时,称为纵波。二是根据频率分类,我们知道人耳敏感的听觉范围是20hz-20000hz,所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波,超过这个范围的波叫超声波。
波在物体里传播,主要有以下的参数:一是速度v,二是频率f,模具焊接夹具厂家设备,三是波长λ。三者之间的关系如下:v=f.λ。波在同一种物质中传播的速度是一定的,所以频率不同,波长也就不同。另外,还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减,传播的距离越远,能量衰减也就越厉害,这在超声波加工中也属于考虑范围。
台州市锦亚机械制造有限公司是一家生产塑料线性振动摩擦焊接机,热铆焊接机,热板焊接机,多头非标型超声波塑料焊接机,以及非标准设备、自动化设备、治具等研发、设计、制造及销售为一体的技术服务性实体公司。
振动焊接步骤
振动焊接过程有四个主要步骤:
1)摩擦阶段
这两个部件由升降平台和振动器组件一起购买,然后相互水平振动。这会在接触点产生热量。
2)过渡阶段
两个接头相遇的塑料开始熔化,产生进一步的热量。熔化的层变厚并且粘度增加。当粘度达到临界阶段时,接头之间的摩擦力降低,导致热量减少。然后,系统的压力导致两个接头之间的熔化材料交换,形成无缝结合。
3)加入阶段
一旦连接受到影响,关闭振动器组件,为终的冷却阶段准备接头。当熔体速率变得等于熔化材料的向外流动时,就会发生这种情况,从而形成牢固且---的粘合。
4)冷却阶段
对于焊接,两个接头必须在分子水平上熔化,因此冷却过程在一致的压力下进行,直到它完全固化。
通过控制焊接过程的力,振幅和穿透力,振动焊接使您可以在组件和材料方面实现的多功能性。它可用于粘合几乎任何热塑性塑料,包括不同的材料。它还可以成功应用于从非常小到非常大的部件,使振动焊接适用于各种项目。
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这表明与基本类型相比,是否存在大量添加剂,例如玻璃纤维(gf),玻璃球(gg),石棉,滑石等,它们会影响焊接响应。在大多数情况下,这些添加剂会增加密度。
根据温度剪切模量g和机械损耗因子tanδ
从高g或e剪切模量可以预期有利的焊接性能,该剪切模量在玻璃化转变温度下是恒定的。在同一时间的机械损耗因数tanδ(衰减)应该低到玻璃化转变温度和尽可能恒定。硬质无定形塑料在室温下具有这些有利的性质。声波被传送到连接表面而没有太多损失并转换成热量。大多数增强材料增加了刚度,因此剪切模量也提高了。
在未填充的热塑性塑料的情况下,模具焊接夹具厂家生产,剪切模量也受到水分含量,结晶度和晶体取向以及自含应力的影响。在增强热塑性塑料的情况下,这些影响也是有效的。
直至玻璃化转变温度(tg)或直至熔化区(tm)的剪切模量曲线显着下降意味着机械损耗因子的增加并且在通向连接表面的途中导致声波明显衰减。通常,在半结晶塑料的情况下,能量损失大于硬质无定形塑料的情况。与由无定形塑料制成的那些相比,在半结晶塑料的情况下,相同形状的模制件通常需要更高的发电机功率输出或更长的焊接周期和更高的振幅。通常,希望具有较短的焊接周期。
熔化热量或热量和特定热量cp
该值越高,---是在玻璃化转变温度或熔化范围内,在连接区域中塑化材料所需的能量越大。这意味着更长的焊接周期或---时---大的超声波焊接装置,模具焊接夹具厂家咨询,后者是优选的。
熔化范围或热塑性范围
必须通过选择合适的焊接参数来---连接区域的加热超过熔化范围。
声速
合成材料中的声速是温度控制的,并且在模制件用作声导体时是重要的,例如在远场焊接中。
熔体粘度
塑料熔体的粘度(例如,由mfi,熔体流动指数表示)影响焊接响应。
以低mfi为特征的高分子粘性塑料通常需要更多的能量来熔化。这意味着更长的焊接周期或者超声波焊接设备的更高功率输出是---的。
具有低熔体粘度的塑料,其特征在于高mfi,熔化更快。在这种情况下,熔融材料会突然离开连接区域。为避免这种情况,焊接压力,焊接周期,振幅,触发和连接区域的设计应---小心。
大多数增强和填充材料增加了熔体粘度,即熔融材料更粘稠。少量的一些填料,例如云母和滑石,降低了熔体粘度,熔融材料更易移动并且流动更快。
增强材料,填充材料和其他添加剂
增强材料:
玻璃纤维,玻璃球,模具焊接夹具厂家,碳纤维,滑石,石棉等。
填充材料:
木粉,白垩和其他矿物和有机填充材料。
其他添加剂
稳定剂,润滑剂,染料,软化剂,阻燃添加剂,抗静电涂料等
。这些添加剂的性质和数量会影响焊接响应和焊接效果。应相应调整模制件的结构和焊接条件。
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