Wzmacniacz ultradźwiękowy

Zgrzewarka ultradźwiękowa składa się na ogół z generatora ultradźwiękowego, przetwornika ultradźwiękowego, wzmacniacza ultradźwiękowego i uchwytu podtrzymującego, w którym klakson pełni głównie rolę transmisji i wzmocnienia energii. Oryginalna amplituda ultradźwięków jest na ogół niewielka, zwykle tylko kilka mikronów, podczas gdy amplituda w rzeczywistych zastosowaniach przetwarzania wymaga dziesiątek do setek mikronów, więc często konieczne jest powiększenie amplitudy ultradźwięków przez tubę. Wpływ impedancji mechanicznej może również powstawać między amplitudą a amplitudą. Dopasowanie impedancji między przetwornikiem a obciążeniem może skuteczniej przenosić energię ultradźwiękową z przetwornika na powierzchnię spawania. Powszechnie stosowanymi materiałami tuby są stop aluminium, stal niskowęglowa, stal nierdzewna i stop tytanu. Każdy materiał ma swoje zalety i wady. Na przykład, chociaż stop tytanu ma wysoką wytrzymałość i dobre parametry akustyczne, jest droższy; Stop aluminium ma niską gęstość i dobrą wydajność akustyczną, ale łatwo go nosić i pękać; Stal stopowa ma wysoką wytrzymałość i odporność na zużycie, ale jej właściwości akustyczne są stosunkowo słabe.

Wzmacniacz ultradźwiękowy ze stopu aluminium ma wysoki wzrost temperatury węzła w procesie spawania, więc wzmacniacz ze stopu aluminium nie nadaje się do produkcji i przetwarzania na dużą skalę i długoterminowej, ale jest bardziej odpowiedni do spawania małych partii i małych części. W porównaniu z ultradźwiękowym wzmacniaczem ze stopu aluminium, ultradźwiękowy wzmacniacz ze stali stopowej ma wyższą sztywność, moduł sprężystości i lepszą odporność na zużycie, dzięki czemu nadaje się do dużych partii i długotrwałego środowiska przetwarzania. Wzmacniacz ultradźwiękowy ze stopu tytanu jest najbardziej idealnym materiałem spośród wszystkich materiałów, ale jego cena jest droga i zwykle jest używany tylko do spawania kluczowych komponentów.

Spośród czterech materiałów wzrost temperatury węzła doładowania ze stopu aluminium jest najwyższy. Zbyt wysoka temperatura węzła zmniejszy częstotliwość rezonansową doładowania, a następnie wpłynie na jakość spawania. Ta ultradźwiękowa sprężarka nie nadaje się do masowej i długotrwałej obróbki. Wzrost temperatury złącza tuby ze stopu tytanu jest najmniejszy, ponieważ jego wewnętrzne tłumienie jest niewielkie. W porównaniu z innymi materiałami działa stabilniej przy częstotliwości rezonansowej. W sprężarce ze stali stopowej stal niskowęglowa może wytrzymać wyższą temperaturę pracy i wyższą wytrzymałość na spawanie niż stal nierdzewna. Wśród wytrzymałości spoiny uzyskanej przez zgrzewanie ultradźwiękowe próbek tworzywa ABS, wytrzymałość spoiny uzyskana przez zgrzewanie ciśnieniowe stopu tytanu jest najwyższa, ponieważ materiał ze stopu tytanu ma małe tłumienie wewnętrzne i straty energii. Stal niskowęglowa, stop aluminium i stal nierdzewna z kolei zwiększają wytrzymałość spoiny.