超聲波焊設備由壓力機、發(fā)電機、換能器、變幅桿、焊頭和零件支撐工裝等組成。
1、超聲波發(fā)生器
超聲波發(fā)生器的作用是工作頻率(50)Hz或60Hz)電壓轉換為超聲波頻率電壓。微處理器通過用戶界面控制焊接循環(huán),并向用戶反饋關鍵焊接信息。用戶界面還允許操作員輸入所需的焊接參數(shù)。
2、焊接套件(weldingstack)/聲能系統(tǒng)焊接套件提供超聲波機械振動,一般由三部分組成:換能器、變幅桿和焊頭,固定在變幅桿中間的焊接壓力機上。焊接套件是一個諧振器,有點像音叉。焊接套件的諧振頻率必須與發(fā)電機的電信號頻率緊密匹配(差值小于30Hz)。
3、壓力機
壓力機用于固定焊接套件和施加焊接所需的力。它由固定夾具的底座和施加力的氣缸組成。壓力機配有壓力表和調節(jié)閥,以調整焊接力。需要注意的是,超聲波焊接設備上設置的特定表面壓力不一定與具有相同表面壓力的另一臺焊機提供的焊接力相同。焊接力應通過壓力測量儀進行校準,以直接比較不同焊機之間的焊接力。壓力機上還有一個流量控制閥,可以調整焊接頭接近焊接部件的速度。一些焊接設備使用電磁加壓系統(tǒng)來取代傳統(tǒng)的氣缸,可以更好地控制接近速度,這有利于焊接小型或精密零件。
4、支撐工裝
壓力機底座固定焊接過程中支撐零件的工具。支撐工具是專門設計的,以防止下部零件在超聲波作用下移動。它通常被加工成與零件表面輪廓緊密匹配的形狀。夾具從簡單到復雜,由零件設計決定。下部零件必須牢固放置和支撐。夾具或底座應進行調整,以確保零件垂直于焊接頭。夾具可以由幾種材料制成。不銹鋼是較好的選擇,因為它很容易加工和拋光。特殊夾具現(xiàn)在可以直接通過CAD數(shù)據(jù)處理。澆注型軟質聚氨酯通常用于較大、復雜、奇形怪狀或小批量零件。