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超聲波模具是超聲波焊接設(shè)備中不可缺少的部分,其作用是將換能器產(chǎn)生的超聲波耦合到被加工物體中。保證超聲波焊頭能夠?qū)⒊暡〒Q能器轉(zhuǎn)換的機(jī)械振動(dòng)能有效地傳遞到工件上,形成持續(xù)穩(wěn)定焊接。

因?yàn)槌暡>邆鬟f超聲波,所以其在工作中需要處于諧振狀態(tài),超聲波焊頭的固有諧振頻率要與換能器相匹配,振幅要保持均勻,因此超聲波模具端面形狀要適應(yīng)被焊接工件的形狀,但是這并不意味著超聲波模具能夠像焊接工件隨意設(shè)計(jì)形狀,超聲波模具的設(shè)計(jì)需要有一個(gè)基準(zhǔn)面,按照其焊接工件頻率決定基準(zhǔn)頻率面,基準(zhǔn)頻率面一般需要占到超聲波模具的面積70%以上,焊接工件表面的突出部分則需要小于整個(gè)焊接工件的30%。
因此如果焊接工件表面平滑、圓弧過渡即可放寬標(biāo)準(zhǔn)。
超聲波模具的接觸面需要大于焊接面,盡量準(zhǔn)確對準(zhǔn)焊接位置。如果超聲波模具的接觸面太小會(huì)導(dǎo)致焊接工件損害變形,焊接效果不理想。
另外,超聲波模具的設(shè)計(jì)以簡單的幾何型體特性和容易加工成形為準(zhǔn)則。超聲波的設(shè)計(jì)形狀一般有階梯、錐體、指數(shù)、懸浮指數(shù)等。振幅放大比是設(shè)計(jì)的主要考慮因素之一,錐形超聲波模具是振幅放大比*小,梯形喇叭是振幅放大比**。
錐形喇叭超聲波模具的使用壽命和抗沖擊性**,而梯形超聲波模具是壽命和抗沖擊設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)**。
因此時(shí)利和超聲波經(jīng)過多年研究經(jīng)驗(yàn),建議在產(chǎn)品加工面積較小時(shí)采用“錐體型”,產(chǎn)品加工面積大則采用“階梯型”,中間則使用加工面積“指數(shù)型”及“懸煉指數(shù)型”。