振幅通常指超聲波換能器及變幅桿設備的振幅,其測量難點在于頻率高和振幅小。通常頻率在19.5kHz~21.5kHz之間,振幅在40μm~80μm之間。因為頻率高,超出了絕大部分測量儀表的頻率范圍。振幅小,又對測量精度提出了很高的要求。常用的測試手段對它無能為力,故很難測量。一般只能用激光測振儀進行測量,能得到較好的結(jié)果。但激光測振設備價格昂貴,操作復雜,不要說一般生產(chǎn)單位,就是專業(yè)的研究設計單位也很少配備,根本不可能普遍應用。
眾所周知,對任何超聲波而言,可以用四個參數(shù)來進行描述。換句話說,超聲波的效果只取決于四個參數(shù),即時間、功率、頻率、振幅。其中前面的兩個參數(shù),控制、調(diào)整和顯示都很方便,設備生產(chǎn)者和設備用戶都比較了解,給予了足夠的重視,也是設備日常操作中的調(diào)節(jié)參數(shù)。超聲波振動的振幅(位移量)是超聲波設備的關鍵指標,也是難測量和難理解的一個物理量。除了專家學者,不要說設備的使用者,甚至連大部分的設備生產(chǎn)者,也對它不甚關心。我們統(tǒng)計了絕大部分的超聲波隨機設備使用說明書,很少有關于超聲波振幅的說明,包括振幅的物理意義、振幅的控制與調(diào)整。
對于超聲波振動系統(tǒng),從傳遞能量的角度說,主要的指標叫做超聲波的聲強I。它是指在垂直于行進波的傳播方向上每平方厘米每秒所傳遞的能量,即
I=1/2ρcω2ξ2
其中:ρ是材料的密度
C是材料中超聲波傳播的速度
ω是角頻率
ξ是超聲波振幅
顯然,超聲波振幅增大,超聲波能量就以平方的關系成倍增大。
振幅對于需要焊接的材料來說是一個關鍵參數(shù),相當于鉻鐵的溫度,溫度達不到就會熔接不上,溫度過高就會使原材料燒焦或?qū)е陆Y(jié)構(gòu)破壞而強度變差。因為每一間 選擇的換能器不同,換能器輸出的振幅都有所不同,經(jīng)過適配不同變比的變幅桿及焊頭,能夠校正焊頭的工作振幅以符合要求,通常換能器的輸出振幅為10—20μm,而工作振幅一般為30μm左右,變幅桿及焊頭的變比同變幅桿及焊頭的形狀,前后面積比等因素有關,形狀來說如指數(shù)型變幅、函數(shù)型變幅、階梯型變幅等,對變比影響很大,前后面積比與總變比成正比。
對于適配是不同 品的焊接機,簡單的方法是按已工作的焊頭的比例尺寸制作(焊頭的材料必須保持一致),能保證振幅參數(shù)的穩(wěn)定。
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