Ultrazvočni ojačevalec

Ultrazvočni varilni stroj je na splošno sestavljen iz ultrazvočnega generatorja, ultrazvočnega pretvornika, ultrazvočnega ojačevalnika in podporne naprave, v kateri ima hupa predvsem vlogo prenosa in ojačanja energije. Prvotna amplituda ultrazvoka je na splošno majhna, običajno le nekaj mikronov, medtem ko amplituda v dejanskih aplikacijah obdelave zahteva na desetine do stotine mikronov, zato je pogosto treba povečati amplitudo ultrazvoka skozi hupo. Učinek mehanske impedance lahko nastane tudi med amplitudo in amplitudo. Ujemanje impedance med pretvornikom in obremenitvijo lahko učinkoviteje prenese ultrazvočno energijo iz pretvornika na varilno površino. Najpogosteje uporabljeni materiali hupe so aluminijeve zlitine, nizkoogljično jeklo, nerjavno jeklo in titanove zlitine. Vsak material ima svoje prednosti in slabosti. Na primer, čeprav ima titanova zlitina visoko trdnost in dobre akustične lastnosti, je dražja; Aluminijeva zlitina ima nizko gostoto in dobre akustične lastnosti, vendar se zlahka obrabi in zlomi; Legirano jeklo ima visoko trdnost in odpornost proti obrabi, vendar je njegova akustična zmogljivost relativno slaba.

Ultrazvočni ojačevalnik iz aluminijeve zlitine ima visoko temperaturo vozlišča v procesu varjenja, zato ojačevalnik iz aluminijeve zlitine ni primeren za obsežno in dolgotrajno proizvodnjo in predelavo, vendar je bolj primeren za varjenje majhnih serij in majhnih delov. V primerjavi z ultrazvočnim ojačevalnikom iz aluminijeve zlitine ima ultrazvočni ojačevalnik iz legiranega jekla višjo togost, modul elastičnosti in boljšo odpornost proti obrabi, zato je primeren za velikoserijsko in dolgotrajno okolje obdelave. Ultrazvočni ojačevalec iz titanove zlitine je najbolj idealen material med vsemi materiali, vendar je njegova cena draga in se običajno uporablja samo za varjenje ključnih komponent.

Med štirimi materiali je dvig temperature polnilnega vozlišča iz aluminijeve zlitine najvišji. Previsoka temperatura vozlišča bo zmanjšala resonančno frekvenco polnilnika in nato vplivala na kakovost varjenja. Ta ultrazvočni polnilnik ni primeren za množično in dolgotrajno obdelavo. Povišanje temperature rogovega spoja iz titanove zlitine je najmanjše, ker je njegovo notranje dušenje majhno. V primerjavi z drugimi materiali deluje bolj stabilno pri resonančni frekvenci. V kompresorju iz legiranega jekla lahko jeklo z nizko vsebnostjo ogljika prenese višjo delovno temperaturo in večjo trdnost varjenja kot nerjavno jeklo. Med trdnostjo zvara, pridobljeno z ultrazvočnim varjenjem vzorcev ABS plastike, je trdnost zvara, pridobljena z varjenjem pod pritiskom titanove zlitine, najvišja, ker ima material titanove zlitine majhno notranje dušenje in izgubo energije. Jeklo z nizko vsebnostjo ogljika, aluminijeve zlitine in nerjavno jeklo povečajo trdnost zvara.