高新技术企业ISO9001
服务热线：135-3042-8982
超声波焊接机变幅杆
超声变幅杆，又称为超声变速杆、超声放大杆、超声聚能器。在超声波焊接机中，变幅杆也是超声振动系统中重要的组成部分之一。变幅杆在超声加工当中的作用主要体现在以下方面：
①放大振幅或者说是聚能作用。变幅杆之所以能放大振幅，是由于通过它任一截面的振动能量是不变的(传播损耗不计)，由于能量密度正比于振幅的平方，所以截面小的地方，能量密度大，振幅也就得到了放大。为了获得较大的振幅，应使变幅杆的共振频率(即谐振频率)和外激振动频率相等，使之处于共振状态。
②有效传递能量。变幅杆在检测超声中可以作为机械阻抗变换器，使换能器与声负载更好地匹配耦合，更有效地在换能器与声负载之间传递交换超声能量。
③固定机械系统。在超声加工中，声学系统要被很好的固定，否则将会影响加工的效果。通常情况下，我们都是在变幅杆所设计的波节上加工一个法兰盘，然后将法兰盘固定，从而将超声加工中的声学系统很好的固定，尽可能地减少机械能量的损耗。
④隔离作用。变幅杆使换能器和工作媒质之间获得热学和化学上的隔绝，以免使加工时多余的热量传导到换能器上，影响换能器的性能。
变幅杆性能指标
超声变幅杆是超声振动系统的关键零件之一，了解它的参量也是很有必要的,在实际应用中较常用的是：共振频率、放大系数、形状因数和输入阻抗等。放大系数是指变幅杆工作在共振频率时，输出端与输入端的质点位移或者速度振幅的比值；形状因数φ是衡量变幅杆所能达到的最大振动速度指标之一，它仅与变幅杆的几何形状有关，φ值越大，所能达到的最大振动速度也越大；输入力阻抗定义为输入端策动力与质点振动速度的复数比值。
变幅杆的类型
变幅杆的种类较多，主要有：阶梯型、圆锥形、指数型、悬链型等一般型以及上述几种类型组合而成的复合型变幅杆。
变幅杆是超声振动系统的关键零件之一。在功率超声技术的应用中，不同的加工条件对变幅杆的要求也有所不同。在高频强超声处理应用中，如超声钻切硬脆材料、超声焊接、超声金属成形、超声破碎及某些超声治疗等，变幅杆主要起放大聚能作用，对变幅杆要求有足够大的放大系数。如果变幅杆的负载是固体，如超声焊接、超声钻切等，在工作中还要求有一定的静压力，特别是在超声加工过程中，加工工具有磨损，随着工具的磨损，负载也要随着变化，因此变幅杆还得具备较高的稳定性和足够的弯曲强度，所以采用指数型、悬链型或一些复合型变幅杆。若放大系数不大时，可采用圆锥型变幅杆，因为圆锥型变幅杆的弯曲劲度大，工作稳定性高，容易进行机械加工。
当变幅杆的负载是液体或者液体与固体粒子的混合液时，在超声处理过程中，负载的变化较小，而且不需要外加静压力，对变幅杆的输入阻抗特性及弯曲劲度要求不高，因此常采用简单的阶梯型变幅杆。这种变幅杆在面积系数相同的情况下，放大系数最大，加工也比较容易。
在超声加工中，在变幅杆的选用中还应该注意以下几点：
①当面积系数N相同时，对单一变幅杆而言，阶梯型变幅杆的放大系数最大，其次是悬链型、指数型，最小是圆锥型。其中，圆锥型变幅杆的放大系数最大可达到5~10倍；指数型变幅杆的放大系数最大可达到10~20倍，性能稳定；阶梯型变幅杆的放大系数最大可达到20倍以上，但它受到负载时，振幅减小的现象比较严重，工作不够稳定，而且在粗细过渡的地方易产生应力集中而造成疲劳断裂。因此，在设计阶梯型变幅杆时，其截面剧变处，尽量考虑加上过渡圆弧。
②指数型和圆锥型变幅杆的共振长度L随N的增大而增大。在N＝1.01~1.81范围内悬链型变幅杆的L随N的增大而变短，以后随N的增大而增大。
③在高频强超声加工中(如超声拉管)，在变幅杆的输出端需要有很大的振动振幅。变幅杆的最大振动速度除了受杆材料的疲劳强度限制以外也和变幅杆的形状有关，所以在满足所需要的放大系数之外，还应选择形状因数大的变幅杆。阶梯型变幅杆虽然放大系数很大，但其形状因数φ最小。在面积系数N相同时，有φ圆锥﹥φ指数﹥φ悬链线﹥φ阶梯。
④加工难易程度不同。阶梯型变幅杆最容易加工，圆锥型变幅杆次之，指数型和悬链型最难加工。
超声波金属焊接变幅杆材料选择
变幅杆从外形上看就是一块金属杆，但是它的性能有它的材料来决定。因此，使用什么样的材料，对于超声加工用的变幅杆相当重要。在实际应用中，对变幅杆材料的要求有以下几点：
①在工作频率范围内材料的损耗小，传声效率高；
②所选材料的疲劳强度高，而声阻抗小，以获得较大的振动速度和位移振幅；
③所用的材料易于机械加工；
④做液体处理应用时，还要求变幅杆所用材料保证辐射面耐腐蚀。
铝合金、钛合金、铜镍合金，如硬质合金、铍青铜等这些金属材料都可满足上述要求。钛合金的性能较好，但是它的机械加工较困难，价格昂贵；铝合金加工容易，但是抗超声空化腐蚀能力差；钢的价格便宜，并且容易加工，但是在损耗上有点高。
