Principe et classification du transducteur ultrasonique
Principe du transducteur ultrasonique
Le transducteur ultrasonique est le cœur de la machine de soudage ultrasonique, tout comme le moteur d’une voiture. Le transducteur ultrasonique convertit l’énergie électrique à haute fréquence ou la production d’énergie magnétique par le générateur ultrasonique en vibration mécanique de la même fréquence. Il existe deux types de transducteurs ultrasoniques. L’un est un transducteur magnétostrictif, et l’autre est un transducteur en céramique piézoélectrique. Les transducteurs magnétostrictifs, en raison d’une faible efficacité et de performances peu rentables, nécessitent un champ magnétique externe de polarisation dc, de sorte que les machines de soudage ultrasoniques sont rarement utilisées à l’heure actuelle. Aujourd’hui, les machines à souder ultrasoniques utilisent des transducteurs en céramique piézoélectrique. Le principe de base est l’effet piézoélectrique des matériaux cristallins. Ce matériau est matériau en cristal piézoélectrique. Lorsque ce matériau se déforme dans un endroit mature, la surface en cristal de céramique piézoélectrique Il y aura des charges électriques, et un champ électrique sera généré à l’intérieur du cristal. Au contraire, lorsque le cristal est soumis à un champ électrique externe, la feuille d’or se déforme. Cette situation est appelée l’effet piézoélectrique. Le premier est appelé l’effet positif ou l’effet de courant inverse.
Classification des transducteurs ultrasoniques
Le transducteur ultrasonique est le cœur de la machine de soudage ultrasonique. La conception du transducteur ultrasonique est directement liée à la performance, à la stabilité et à la durée de vie de la machine à souder. La plupart des transducteurs en céramique piezoélectrique utilisés sur le marché sont basés sur les vibrations Il existe de nombreux types de formes différentes, telles que le mode de vibration radiale, le mode vibratoire composé longitudinal, le mode vibration de cisaillement, le mode vibration de l’épaisseur, etc. La machine de soudage en plastique ultrasonique emploie la vibration longitudinale de haute fréquence en soudant des pièces de travail en plastique. Le moule supérieur et le moule inférieur de la pièce sont fondus sous vibration et frottement à haute fréquence, puis soudés sous pression pour obtenir l’effet de soudure.
Transducteur en céramique piézoélectrique
1. Structure
La structure du transducteur en céramique piézoélectrique est composée de gaufrettes en céramique piezoélectrique, de feuilles d’électrodes, de couvercles avant et arrière, etc. Le couvercle arrière est généralement fait d’acier avec une plus grande masse. Le couvercle avant est fait d’alliage d’aluminium léger et à haute résistance ou d’alliage de titane. Il utilise l’effecteur longitudinal de la céramique piézoélectrique et la direction de polarisation des composants céramiques. La direction du champ électrique et la direction mécanique des vibrations sont les mêmes.
2. Avantages
1. La plupart des composants en céramique ont une plus grande résistance compressive, qui augmentera lorsque la force environnementale change, et la stabilité du transducteur changera. L’inconvénient des matériaux céramiques est que le stress tensile permis est faible. Configurez un système de surcharge pour éviter les dommages au transducteur en cas de surcharge.
2. Étant donné que la partie centrale de l’assemblage est composée d’un ensemble d’arbres électrodes sur les anneaux polarisés axially aux deux extrémités, le coefficient de couplage efficace maximum k33 peut être utilisé.
3. Il existe des options pour le nombre d’anneaux et la méthode de connexion, de sorte que le transducteur peut être conçu avec une plus grande impédance et la gamme de fréquences.
4. Changer la taille du matériau de la tête et du couvercle métallique de la queue peut contrôler la bande passante du transducteur, le rapport de vitesse de vibration avant-arrière et le coefficient de couplage électromécanique efficace.
