Zváracia hlava ultrazvukového zváracieho stroja na kov je akustické zariadenie, ktoré priamo prenáša mechanickú vibračnú energiu na výrobky, ktoré sa majú spájať. Vibrácie sa prenášajú cez obrobok na lepený povrch, pričom trením generujú teplo, ktoré roztaví plast. Vibrácie sa zastavia, keď roztavený materiál dosiahne rozhranie. Krátko udržiavanie tlaku umožňuje roztavenému materiálu stuhnúť na spojovacom povrchu a vytvárať silné molekulárne väzby. Celý cyklus je zvyčajne dokončený za menej ako sekundu, ale pevnosť zvaru je blízka pevnosti jediného súvislého kusu materiálu.
Parameter amplitúdy
Amplitúda je kritickým parametrom pre materiály, ktoré sa majú zvárať, podobne ako teplota chrómového železa. Nedostatočná teplota bude mať za následok neúplné zváranie, zatiaľ čo nadmerná teplota spôsobí zuhoľnatenie surovín alebo povedie k poškodeniu konštrukcie a zníženiu pevnosti. Pretože každá spoločnosť si vyberá iné prevodníky, výstupná amplitúda prevodníkov sa líši. Prispôsobením amplitúdového transformátora a zváracej hlavy rôznym pomerom je možné korigovať pracovnú amplitúdu zváracej hlavy tak, aby vyhovovala požiadavkám. Typicky je výstupná amplitúda prevodníka 10-20 μm, zatiaľ čo pracovná amplitúda je vo všeobecnosti okolo 30 μm. Pomer amplitúdového transformátora amplitúdového transformátora a zváracej hlavy súvisí s faktormi, ako je ich tvar a pomer prednej-a{11}}zadnej plochy. Napríklad exponenciálne amplitúdové transformátory, funkčné amplitúdové transformátory a stupňovité amplitúdové transformátory majú významný vplyv na pomer. Pomer prednej{12}}oblasti je priamo úmerný celkovému pomeru. Keďže vaša spoločnosť používa zváracie stroje rôznych značiek, najjednoduchším spôsobom je ich výroba podľa proporcionálnych rozmerov už používaných zváracích hláv, čím sa zabezpečí stabilita parametrov amplitúdy.
Frekvenčné parametre
Každý ultrazvukový zvárací stroj od akejkoľvek spoločnosti má stredovú frekvenciu, napríklad 20 kHz alebo 40 kHz. Pracovná frekvencia zváracieho stroja je určená hlavne mechanickými rezonančnými frekvenciami meniča, zosilňovača a klaksónu. Frekvencia generátora sa nastavuje podľa mechanických rezonančných frekvencií, aby sa dosiahla konzistencia, čím sa zabezpečí, že zváracia hlava bude pracovať v rezonančnom stave. Každý komponent je navrhnutý ako rezonátor s polovičnou{5}}vlnovou dĺžkou. Generátor aj mechanické rezonančné frekvencie majú rezonančný pracovný rozsah, zvyčajne nastavený na ±0,5 kHz. V tomto rozsahu môže zvárací stroj vo všeobecnosti fungovať normálne. Pri výrobe každej zváracej hlavy upravujeme rezonančnú frekvenciu tak, aby bola chyba medzi rezonančnou frekvenciou a konštrukčnou frekvenciou menšia ako 0,1 kHz. Napríklad pre zváraciu hlavu s frekvenciou 20 kHz je frekvencia našej zváracej hlavy riadená medzi 19,90 a 20,10 kHz s chybou 0,5 ‰.
