Introdução do instrumento de medição de amplitude ultrassônica
A amplitude ultrassônica geralmente se refere à amplitude do equipamento de soldagem ultrassônica. A dificuldade de medição reside na alta frequência e pequena amplitude. Normalmente a frequência está entre 10kHz e 60kHz, e a amplitude está entre 1μm e 100μm. Por causa da alta frequência, ela excede a faixa de frequência da maioria dos instrumentos de medição. A pequena amplitude apresenta elevados requisitos de precisão de medição. Os métodos de teste comumente usados são impotentes para isso, por isso é difícil de medir. Geralmente, apenas um vibrômetro a laser pode ser usado para medição e bons resultados podem ser obtidos. No entanto, o equipamento de medição de vibração a laser é caro e complicado de operar. Sem falar nas unidades de produção em geral, mesmo as unidades profissionais de pesquisa e design raramente são equipadas, e é impossível que sejam amplamente utilizadas.
Como todos sabemos, para qualquer soldagem ultrassônica, seja ela soldagem de plástico ultrassônica ou soldagem de metal ultrassônica, quatro parâmetros podem ser usados para descrever. Em outras palavras, o efeito da soldagem ultrassônica depende apenas de quatro parâmetros, a saber, frequência, tempo, pressão e amplitude. Entre eles, os três primeiros parâmetros são fáceis de controlar, ajustar e exibir. Tanto os fabricantes quanto os usuários dos equipamentos os entendem e prestam bastante atenção a eles. Eles também são parâmetros de ajuste na operação diária do equipamento. A amplitude (deslocamento) da vibração ultrassônica é um indicador-chave do equipamento ultrassônico e também é uma quantidade física que é * difícil de medir e * difícil de entender. Além de especialistas e estudiosos, sem falar dos usuários do equipamento, até mesmo a maioria dos fabricantes de equipamentos não se preocupa muito com isso. Contamos a maioria dos manuais de equipamentos ultrassônicos aleatórios e há muito pouca descrição da amplitude ultrassônica, incluindo o significado físico da amplitude, o controle e ajuste da amplitude e a relação entre a amplitude e a qualidade da soldagem.
A amplitude da vibração ultrassônica representa diretamente o tamanho da energia de saída ultrassônica e também está relacionada à resistência dos materiais relacionados e à vida útil de toda a máquina. Seja para fabricantes de equipamentos ultrassônicos ou usuários que usam equipamentos ultrassônicos, a importância disso não pode ser subestimada.
Para o sistema de vibração ultrassônica, do ponto de vista da transferência de energia, o principal indicador é denominado intensidade de som ultrassônico I. Refere-se à energia transferida por centímetro quadrado por segundo na direção perpendicular à direção de propagação da onda viajante, ou seja,
I=1/2ρcω2ξ2
Entre eles: ρ é a densidade do material; c é a velocidade de propagação ultrassônica no material;
ω é a frequência angular;
ξ é a amplitude ultrassônica;
Obviamente, conforme a amplitude ultrassônica aumenta, a energia ultrassônica aumenta exponencialmente em uma relação quadrada.
No processo de soldagem ultrassônica, se a amplitude for muito pequena, a energia de soldagem não é suficiente e o local de soldagem não será soldado com firmeza. Mesmo se a pressão aumentar ou o tempo de soldagem for prolongado, não há um bom efeito. Se a amplitude for muito grande, isso causará soldagem excessiva, fluxo de cola ou soldagem. Da mesma forma, reduzir a pressão ou encurtar o tempo tem pouco efeito. Se o projeto do molde não for razoável e a distribuição da amplitude for irregular, a soldagem será irregular e a qualidade será muito reduzida.
No processo de projeto e produção de equipamentos ultrassônicos, se o projeto de amplitude do sistema de vibração for muito grande, a tensão interna do material é correspondentemente muito grande, excedendo a resistência à tração e à fadiga do próprio material, e o resultado é o molde, chifre ou material do transdutor rachado. De modo geral, recomendamos que os clientes controlem os parâmetros de amplitude dos componentes correspondentes dentro de uma faixa razoável ao projetar o sistema ultrassônico para garantir que o sistema ultrassônico possa funcionar com segurança e confiabilidade.
