超聲波驅(qū)動(dòng)電源將市電轉(zhuǎn)換成高頻高壓交流電流,送至超聲波換能器。然后,超聲換能器利用壓電陶瓷的負(fù)壓電效應(yīng),將輸入的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,即超聲波,其表現(xiàn)為換能器在縱向上往復(fù)運(yùn)動(dòng);伸縮頻率等于驅(qū)動(dòng)電源的交流電流頻率,伸縮位移約十微米。喇叭的個(gè)功能是放大傳感器的輸出振幅。變幅桿一方面將振幅放大至達(dá)到100微米以上,另一方面對(duì)沖擊針施加沖擊力,推動(dòng)沖擊針作高速往返運(yùn)動(dòng)。沖擊頭沖擊工件后,在很短的時(shí)間內(nèi)速度由不小于1.5米/秒減小至0米/秒,能量向焊縫傳遞,以達(dá)到消除內(nèi)應(yīng)力的作用。沖擊頭受工件的反作用后回彈,碰到高頻振動(dòng)的變幅桿后,再次受到激發(fā),又一次高速度撞向焊縫,如此反復(fù)多次,完成沖擊作業(yè)。
大功率超聲振動(dòng)系統(tǒng)的頻率一般在10kHz以上,沖擊頭激振力的預(yù)緊力頻率也在10kHz以上,一般常用的是15~20kHz。 同時(shí)超聲加載部分的運(yùn)動(dòng)加速度可達(dá)3×104米/秒2以上,力學(xué)公式F=ma表明加載部分對(duì)沖擊頭有較大的推動(dòng)力。 因此,超聲波沖擊槍沖擊力大、沖擊頻率高,采用大型鋼結(jié)構(gòu)焊接消除內(nèi)應(yīng)力具有很大的優(yōu)點(diǎn),可以快速方便地完成工作。
沖擊槍應(yīng)用領(lǐng)域:對(duì)焊接處的穩(wěn)定性和強(qiáng)度方面要求較嚴(yán)格的行業(yè)。如:橋梁,電力;造船;壓力容器,鋼結(jié)構(gòu)等行業(yè)的金屬焊接處理。
超聲波清洗設(shè)備的分類及應(yīng)用:
按功率分類
超聲波清洗機(jī)的功率大小是客戶的指標(biāo),它決定著被清洗物的數(shù)量、大小、質(zhì)量及效果。所以各生產(chǎn)廠家對(duì)此指標(biāo)也都非常重視。一般情況下,實(shí)驗(yàn)室、化驗(yàn)室、研究所、藥品檢驗(yàn)所等科研單位,還有小規(guī)模的鐘表眼鏡、珠寶首飾等單位,使用的功率都不大,(一般在500W以下);而機(jī)械、電子行業(yè)(如:齒輪、軸承、絲杠、油泵油嘴、電子線路板、金剛石等),所用的功率大都在500W-2000W左右;航天航空、液壓元件、表面處理、制藥廠等行業(yè)使用功率就要更大,大般在2KW-10KW左右,甚至要采用更大功率的超聲波清洗流水線設(shè)備。
按頻率分類:
超聲波的頻率是清洗機(jī)的又一重要指標(biāo),因?yàn)樗鼪Q定著被清洗對(duì)象的清潔效果。一般情況下,在較低頻的狀態(tài)下(20KHZ-80KHZ)就能適用于無特殊要求的客戶(如:機(jī)械、電鍍、金剛石、鐘表眼鏡、珠寶首飾等行業(yè))。但是,有些特殊行業(yè)對(duì)超聲波頻率就有更高的要求,如藥品檢驗(yàn)及藥品處理行業(yè)等。一般要求頻率在40KHZ、50KHZ、60KHZ、90KHZ甚至更高。但是由于受技術(shù)的限制,一般情況下頻率也不可能無限制的增高。過高的頻率會(huì)給換能器的生產(chǎn)及發(fā)生器的電路帶來很大的難度。
超聲波的振動(dòng)頻率在20,000Hz以上,每秒振動(dòng)次數(shù)(頻率)非常高,超過人耳聽覺的一般上限(20,000Hz),人們把這種聽不見的聲波稱為超聲波。因?yàn)轭l率高,所以有很多特征。,因?yàn)楣β蚀螅芰勘纫话懵暡ù蟮枚?,所以可以用于切削、焊接、鉆孔等。另外,頻率高、波長(zhǎng)、衍射不嚴(yán)重、方向性好,工業(yè)和醫(yī)學(xué)上經(jīng)常使用超聲波進(jìn)行超聲波檢測(cè)。
超聲波沖擊技術(shù)則是通過換能器將電能轉(zhuǎn)化為一種高頻機(jī)械振動(dòng),直接或者間接地施加在金屬表面使其產(chǎn)生劇烈塑性變形。