Aprenda la tecnología ultrasónica y el conocimiento de la máquina de soldadura por ultrasonidos

Sonda ultrasónica principio de detección de fallas ultrasónicas y prueba y diseño del sensor

Los transductores ultrasónicos, las bocinas y las fundas vocales son dispositivos que convierten la energía eléctrica en vibración. Para comprender el principio de funcionamiento, se puede hacer una comparación entre un soldador ultrasónico y un automóvil.

El sensor realiza la conversión de energía (como un motor), el transformador ajusta la relación entre la fuerza y ​​la velocidad (como una caja de engranajes) y, finalmente, la bocina ultrasónica / ultrasónica dirige y aplica esa energía para realizar el trabajo requerido (como una rueda).

En automóviles, todos los componentes del sistema mecánico deben diseñarse con armónicos para maximizar la eficiencia de transferencia de energía. Lo mismo ocurre con los sistemas de ultrasonido, sin embargo, en este caso, el parámetro clave de la eficiencia es la frecuencia del componente que debería estar lo más cerca posible (por ejemplo, 20 kHz +/- 50 Hz).

(Una analogía entre la soldadura ultrasónica acústica y el sistema mecánico de un automóvil.)

Operando

El sensor tiene dos frecuencias operativas que se pueden identificar fácilmente en su curva de impedancia eléctrica. La impedancia máxima corresponde a la frecuencia antirresonante (velocidad máxima). El sistema de soldadura por ultrasonidos funciona a una frecuencia antirresonante. La impedancia mínima corresponde a la frecuencia de resonancia (fuerza máxima). El sistema de limpieza por ultrasonidos funciona a una frecuencia de resonancia.

(La curva de impedancia del sensor en función de la frecuencia.)

Aumente la frecuencia ultrasónica / bocina:

(Reduzca la longitud del electrodo / bocina ultrasónica para aumentar la frecuencia).

Reducir la frecuencia de ultrasonidos / bocina:

(El paso de reducir la frecuencia ultrasónica / bocina.)

Prueba de sensor

Para funcionar correctamente, la frecuencia y la impedancia del sensor deben estar dentro de la tolerancia. Por ejemplo, para un sistema de soldadura, la frecuencia debe ser 2.5% más alta que la frecuencia de ajuste acústico nominal con una tolerancia de +/- 0.25%.

Los factores decisivos de la frecuencia y la impedancia son la precisión dimensional de la pieza, la estanqueidad de la aplicación, la calidad de la cerámica y la afinación (similar al caso de la propagación ultrasónica).

(La frecuencia y la impedancia del transductor se determinan utilizando un analizador TRZ).

Prueba acústica

La frecuencia y la impedancia del grupo acústico deben estar dentro de un rango aceptable. En un sistema de soldadura, la tolerancia de frecuencia es±0.25%, por ejemplo 20khz.±50Hz.

El rendimiento depende de la frecuencia de sintonización y la coherencia entre los componentes. Esto puede suceder cuando se combinan sensores y convertidores (uno de baja frecuencia y otro de alta frecuencia) incluso cuando se opera a la frecuencia correcta. Este tipo de problema se detecta midiendo la impedancia.

(Amplitud de vibración acústica de soldadura ultrasónica).

Prueba de cerámica piezoeléctrica

La cerámica piezoeléctrica es el núcleo del sensor y los componentes clave. Para aplicaciones de potencia, PZT-8 y PZT-4 se usan comúnmente.

Las microfisuras de la cerámica deben ser demostradas antes de reensamblar. Con el software TRZ, las grietas se pueden detectar fácilmente por picos anormales en la curva de impedancia.

(Prueba de cerámica piezoeléctrica con el software TRZ)

Mantenimiento predictivo

Con el mantenimiento predictivo, los problemas en el sistema de ultrasonido se pueden evitar fácilmente. En general, la desviación de frecuencia representa el desgaste y el problema de acoplamiento se representa en la impedancia. Estos problemas se resuelven volviendo a apretar y puliendo la interfaz.

(Mantenimiento predictivo de sistemas usando TRZ para corte y soldadura）