Ultraäänimetallihitsauskoneen hitsauspää on akustinen laite, joka välittää suoraan mekaanista värähtelyenergiaa liimattaviin tuotteisiin. Tärinä välittyy työkappaleen kautta liimauspintaan, jolloin kitkan kautta syntyy lämpöä, joka sulattaa muovin. Tärinä loppuu, kun sula materiaali saavuttaa rajapinnan. Lyhytaikainen paineen ylläpito sallii sulan materiaalin jähmettyä sidospinnalla muodostaen vahvoja molekyylisidoksia. Koko sykli valmistuu tyypillisesti alle sekunnissa, mutta hitsin lujuus on kuitenkin lähellä yksittäisen jatkuvan materiaalikappaleen lujuutta.
Amplitudiparametri
Amplitudi on kriittinen parametri hitsattaville materiaaleille, analoginen kromiraudan lämpötilan kanssa. Riittämätön lämpötila johtaa epätäydelliseen hitsaukseen, kun taas liian korkea lämpötila aiheuttaa raaka-aineiden hiiltymistä tai rakenteellisia vaurioita ja lujuuden heikkenemistä. Koska jokainen yritys valitsee eri muuntimet, niiden lähtöamplitudi vaihtelee. Sopeuttamalla amplitudimuuntaja ja hitsauspää eri suhteisiin, hitsauspään työamplitudi voidaan korjata vastaamaan vaatimuksia. Tyypillisesti anturin lähtöamplitudi on 10-20 μm, kun taas työamplitudi on yleensä noin 30 μm. Amplitudimuuntajan ja hitsauspään amplitudimuuntajan suhde liittyy tekijöihin, kuten niiden muotoon ja etu{8}}taka-alueen suhteeseen. Esimerkiksi eksponentiaaliset amplitudimuuntajat, toiminnalliset amplitudimuuntajat ja porrastettu amplitudimuuntajat vaikuttavat suhteeseen merkittävästi. Etu-{12}}alueen suhde on suoraan verrannollinen kokonaissuhteeseen. Koska yritykselläsi on käytössä eri merkkisiä hitsauskoneita, yksinkertaisin tapa on valmistaa ne jo käytössä olevien hitsauspäiden suhteellisten mittojen mukaan, mikä varmistaa amplitudiparametrien stabiilisuuden.
Taajuusparametrit
Jokaisella minkä tahansa yrityksen ultraäänihitsauskoneella on keskitaajuus, kuten 20 kHz tai 40 kHz. Hitsauskoneen toimintataajuuden määräävät pääasiassa anturin, tehostimen ja äänitorven mekaaniset resonanssitaajuudet. Generaattorin taajuus säädetään mekaanisten resonanssitaajuuksien mukaan johdonmukaisuuden saavuttamiseksi, mikä varmistaa hitsauspään toiminnan resonanssitilassa. Jokainen komponentti on suunniteltu puolen aallonpituuden-resonaattoriksi. Sekä generaattorilla että mekaanisilla resonanssitaajuuksilla on resonanssitoiminta-alue, joka on tyypillisesti asetettu arvoon ±0,5 kHz. Tällä alueella hitsauskone voi yleensä toimia normaalisti. Jokaisen hitsauspään valmistuksessa säädämme resonanssitaajuutta varmistaaksemme, että resonanssitaajuuden ja suunnittelutaajuuden välinen virhe on alle 0,1 kHz. Esimerkiksi 20 kHz:n hitsauspäässä hitsauspään taajuutta ohjataan välillä 19,90 - 20,10 kHz ja virhe on 0,5‰.
