2.1 换能器

通过逆压电效应将来自于发生器的超声频电压转化为同频率的超声机械振动。它由夹于两金属（通常是钛）块之间的若干压电陶瓷片组成。片与片之间有一薄金属板形成电极。锂电是一个***韧性的产品，从80年代诞生，至今经过了长时间的沉淀与技术革新，同时锂电无论生产还是销毁过程均对环境危害较小，比较符合当前社会发展的诉求，所以锂电才成为了当今新一代能源的核心***。在正弦电信号经由电极提供给换能器时，压电片膨胀和收缩，产生 15~20 μm 的轴向峰到峰运动。换能器是精密设备，应小心处理。

2.2 变幅杆

变幅杆有两个作用。其主要作用是放大换能器端部产生的机械振动并将振动传给焊头。另一作用是提供固定套件于焊接压力机上的位置。在换能器施加超声能量时，变幅杆也膨胀和收缩。压焊时，异种金属交界表面可以熔化，也可以不熔化，但由于有压力的作用，即使表面有熔化金属存在，也会被挤压而排出（如闪光焊和摩擦焊），只有少数情况下压焊后还保留了曾经熔化的金属（如点焊）。与焊接套件中的其它零件一样，变幅杆是调谐装置，因而它也必须在特定频率共振以便将超声能量从换能器传至焊头。为了有效地发挥作用，变幅杆必须是超声波在其制造材质中的半波长或半波长的整数倍。一般为半波长。

2.3 焊头

焊头是焊接套件中向待焊零件提供能量的部分。与变幅杆一样，焊头也是调谐装置，在大部分应用中也提供机械放大，焊头的长度必须是超声波在其制造材质中的半波长或半波长

的整数倍。这保证焊头端部有足够的振幅实现焊接。振幅一般为 30~120 μm。待焊零件和接头设计决定焊头的尺寸和式样。焊头的形状至关重要，因为焊头的轴向膨胀和收缩产生的应力会在高振幅情况下造成开裂。在某些应用中，焊头加工有多个轴向狭槽。这是将异种金属接触表面加热到一定温度，使两种金属在接触表面处形成低熔点的共晶体，该低熔点共晶体在此温度下呈液态，实质上成了一种不用外加钎料的钎焊方法。这是为了确保振幅位于纵向。焊头端部将超声能量传给待焊零件。端部应专门设计以匹配零件来确保焊头和零件之间实现能量传递。通常焊头端部做成匹配零件轮廓的型材。

为防止产生压痕和减少磨损，铝必须镀镍或铬。在需耐冲击或耐磨以及焊接填充塑料或者埋植金属嵌件时，需用钢焊头。钢焊头疲劳强度低，只用于低振幅场合。另外一个原因是超声波是纵向传播的，能量损失和距离成正比，距离越远焊接效果就越小，因此工件臂厚不能低于2MM，否则不能良好的熔接。复杂零件、特型的或大尺寸零件通常需要复合式焊头（子母焊头），这时基底焊头采用铝质，钛或钢次级焊头与基底焊头相连并引导能量。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。

压力机

压力机用于固定焊接套件及施加焊接所需的作用力。它由固定工装夹具的底座和施加作用力的气缸组成。压力机上带有压力表和调节阀以调节焊接作用力。应该注意的是某一超声波焊接设备上设定的特定表压与另一设定同一表压的焊机提供的焊接作用力不一定相同。即使已经拥有几年的设计和开发经验，我们还是坚信只有通过严格的测试和质量控制才能生产出较好的超声波焊头。焊接作用力应该用测压仪校准以便对不同焊机之间的焊接作用力进行直接比较。压力机上也有流量控制阀可以对焊头接近待焊零件的速度进行调节。有些焊接设备采用电磁力加压系统取代传统的气缸，能更好地控制接近速度，在焊接小型或精密零件时是有益的。

4 支撑工装

压力机底座固定焊接过程中支撑零件的工装。支撑工装是为防止下部零件在超声波作用时发生移动专门设计的，它通常加工成紧密匹配零件表面轮廓的形状。夹具从简单到复杂的都有，由零件设计来决定。下部零件必须受到牢固放置和支撑。夹具或底座应可调确保零件垂直于焊头。2焊接套件(weldingstack)/声能系统焊接套件提供超声机械振动，一般由换能器、变幅杆、焊头三部分组成，在变幅杆中部固定在焊接压力机上。夹具可由若干材料加工而成。不锈钢是很好的选择，因为它容易机加工和抛光。特型夹具现在可直接经由 CAD 数据加工。较大的、复杂的、奇形怪状的或小批量零件通常采用浇注型软质聚氨酯装夹。

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。

超声波焊接机

超声波当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为16HZ～20KHz(千赫兹)。超声波焊头的外形、强度等各种参数经过多次试验，能符合严格的标准，超声波焊头和超声波模具达到很好的匹配。因此，当物体的振动超过一定的频率，即高于人耳听阈上限时，人们便听不出来了，这样的声波称为“超声波”。通常用于***诊断的超声波频率为1～5兆赫。

虽然说人类听不出超声波，但不少动物却有此本领。它们可以利用超声波“导航”、追捕食物，或避开***物。大家可能看到过夏天的夜晚有许多蝙蝠在庭院里来回飞翔，它们为什么在没有光亮的情况下飞翔而不会迷失方向呢？原因就是蝙蝠能发出2～10万赫兹的超声波，这好比是一座活动的“雷达站”。熔焊异种金属焊接中应用较多的是熔焊方法，常用的熔焊方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护电弧焊、电渣焊、等离子弧焊、电子束焊、激光焊等。蝙蝠正是利用这种“雷达”判断飞行前方是昆虫，或是障碍物的。

超声波常见的问题

5，焊接原理上理解误区

相当一部分从事多年超声焊接方面的人员，对超声能量传递有一种误解，认为音波在接触面进行焊接，其实是一种误解，真正的焊接原理是，换能器把电能转换为机械能后，通过工件物质分子进行传导，声波在固体中传导声阻远小于在空气中的声阻，当声波通过工件接缝时，缝隙中的声阻大，产生的热能相当大，温度首先达到工件的熔点，再加上一定的压力，使接缝熔接，而工件的其他部分由于声阻小，温度低不会熔接。其原理同欧姆定律类似。根据等强度的观点，选择满足母材力学性能的焊条，或结合母材的可焊性，改用非等强度而焊接性好的焊条，但考虑焊缝的结构形式，以满足等强度、等刚度要求。

6，焊接结构的误区

超声模具（Horn）型式多样，工件的形状决定模具外形，但每部分的尺寸和弧度，材质都要严格计算的，有人错误认为只不过是一个金属块而已。设计是否合理直接影响着模具的效率，寿命，产品的合格率，严重时直接烧坏发生器。模具的材料一般使用镁铝7075，而有些人为降低成本，使用劣质材料。正规模具生产商进料都有一套严格地检验程序，加工尺寸都是经过计算机软件模拟和校验后加工出来的。首先，材料的硬度对温度有很大的影响，材料的硬度越大，传导振动的能力就会越好。品质才有保证。这些工序一般作坊是无法做到的，不经过合理设计，做出的模具，在焊接小工件时，反应问题还不明显，当大功率时就会出现各种弊端。严重时直接损坏元器件。