振幅對於需要焊接的材料來說是一個關鍵參數,相當於鉻鐵的溫度,溫度達不到就會熔接不上,溫度過高就會使原材料燒焦或導致結構破壞而強度變差。因為每一間公司選擇的換能器不同,換能器輸出的振幅都有所不同,經過適配不同變比的變幅杆及焊頭,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,變幅杆及焊頭的變比同變幅杆及焊頭的形狀,前後面積比等因素有關,形狀來說如指數型變幅、函數型變幅、階梯型變幅等,對變比影響很大,前後面積比與總變比成正比。
對於適配是不同公司品牌的焊接機,最簡單的方法是按已工作的焊頭的比例尺寸製作(焊頭的材料必須保持一致),能保證振幅參數的穩定。
振幅通常指超聲波換能器及變幅杆設備的振幅,其測量難點在於頻率高和振幅小。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範圍。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。一般只能用雷射測振儀進行測量,能得到較好的結果。但雷射測振設備價格昂貴,操作複雜,不要說一般生產單位,就是專業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,可以用四個參數來進行描述。換句話說,超聲波的效果只取決於四個參數,即時間、功率、頻率、振幅。其中前面的兩個參數,控制、調整和顯示都很方便,設備生產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節參數。超聲波振動的振幅(位移量)是超聲波設備的關鍵指標,也是最難測量和最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者,也對它不甚關心。我們統計了絕大部分的超聲波隨機設備使用說明書,很少有關於超聲波振幅的說明,包括振幅的物理意義、振幅的控制與調整。
對於超聲波振動系統,從傳遞能量的角度說,主要的指標叫做超聲波的聲強I。它是指在垂直於行進波的傳播方向上每平方釐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係成倍增大。
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