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在超声波焊接过程中，将具有确定的振幅，力和持续时间的机械振动施加到待焊接的材料上。由于分子间和表面摩擦，产生热量并使材料熔化。
超声波焊接系统的核心是堆叠。它由压电转换器，焊接工装夹具制作流程，增强器（振幅变换器）和超声波发生器组成。堆栈随着超声频率收缩和扩展。产生的振动是纵波。焊接工具的行程，即峰值位置和零位置之间的距离，被称为振幅-在超声波焊接中，振幅在5和50μm之间。
根据作为材料特性的声速和频率计算波长λ。
振幅的定义
幅度a定义为振荡幅度的一半，即从零到峰值。
单位：千分尺[μm]
频率的定义
频率f是每单位时间的周期数
单位：赫兹[赫兹]
波长的定义
波长l（λ）是沿波的两个相等状态之间的距离。
单位：毫米[mm]
超声波发生器运动的示意图
超声波塑胶焊接机的组成及应用
超声波塑料焊接机由气压传动系统、控制系统、超声波发生器、换能器及工具头和机械装置等组成。
1、气动传动系统
包括有：过滹器、减压阀、油雾器、换向器、节流阀、气缸等。
工作时首先由空压机驱动冲程气缸，以带动超声换能器振动系统上下移动，动力气压在中小功率的超声波焊接中气压根据焊接需要调定。
2、控制系统
控制系统由时间继电器或集成电路时间定时器组成。主要功能是：一是控制气压传动系统工作，使其焊接时在定时控制下打开气路阀门，气缸加压使焊头下降，以一定压力压住被焊物件，当焊接完后保压一段时间，然后控制系统将气路阀门换向，使焊头回升复位；二是控制超声波发生器工作时间，本系统使整个焊接过程实现自动化，操作时只启动按钮产生一个触发脉冲，便能自动地完在本次焊接全过程。整个控制系统的顺序是：电源启动一触发控制信号 气压传动系统，气缸加压焊头下降并压住焊触发超声发生器工作，发射超声并保持一定焊接时间 去除超声发射 继续保持一定压力时间 退压，焊头回升 焊接结束。
3、超声波发生器
1） 功率较大的超声波塑料焊接机，发生器信号采用锁相式频率自动跟踪电路，使发生器输出的频率基本上与换能器谐振频率一致。
2） 功率在500W以上的超声波塑料焊接机所用发生器采用自激式功率振荡器，也具有一定的频率跟踪能力。
4、超声波塑料焊接机使用的声学系统
1） 换能器
超声波塑料焊接机用的声学系统包括三个部分：1驱动部分2固定部分3工作部分。在以上三个组成部分中，驱动是核心，一般采用螺栓夹紧的纵向振动换能器，其中半波长纵向振子与四分之一的波长纵向振子，半波长纵向振与半波长聚能器相连接组成一个全波长塑料焊接换能器，而四分之一波长纵向振子与四分之一波长聚能器相连，组成一个半波长换能器。
2） 工具头
对不同的焊接对象需要有不同工具头，不管是近场焊接还是传输焊接，只有半波长的工具头才能使焊接端面达到较大的振幅。
工具头，有带振幅放大的和不带振幅放大的两种，塑料焊接机用声学系统工具头，所用材料通常为铝合金，其端面镀硬质合金，功率较大时也有用钛合金材料制成的，该材料疲劳强度比铝合金高一倍多
超声波模具设计是一个十分复杂的工作，需要根据模具材料，尺寸以及机器频率，声学原理等因素综合考虑。你所提到的模具是因为焊接部位对然不宽但是比较长，因此模具的宽度已经超过了声波在材料中的1/2波长，焊接夹具制作厂家，因此需要开两根槽来保证模具出力均匀，这主要是根据声学原理来考量。
至于模具为什么要做成上下宽度不一样，主要是考虑增加出力，原理类似于将声波出力放大。试想一根水管如果进水段和出水段的直径不一样，那么出水的速度就会快于进水的速度，这是流量守恒决定的，同理，超声波其实在金属中传播就类似于水流在水管中流动，因此才加工成上宽下窄的形状！
其实一个良好的模具是需要经过严格的fea分析（有限元），需要在有限元环境中模拟其材料应力和出力是否均匀等情况。
一个好的模具是焊接稳定的重要前提，如果模具设计不好会导致一些列焊接问题，如焊接不均匀，模具发热，噪音，甚至开裂等等！
这些知识是在任何学校和书本学不到的！
超声波模具其实从图像来看，开槽位置并未选择在将模具宽度三等分的位置，这种设计也有，焊接夹具制作方法，但是其实并非就是很好的设计，海南焊接夹具制作，有很多更好的方法可以避免这种设计。
台州市锦亚机械制造有限公司是一家专业生产塑料线性振动摩擦焊接机，热铆焊接机，热板焊接机，多头非标型超声波塑料焊接机，以及非标准设备、自动化设备、治具等研发、设计、制造及销售为一体的技术服务性实体公司。
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