超声波金属表面加工研究及突破
一、简要概述
超声波加工也称为超声加工，起源于50年代初，超声波金属表面加工是利用工具端面的超声振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种成型方法，其机理是通过高频振动的硬质滚轮作用于待加工金属工件表面，使工件表层金属产生塑性变形，在塑性变形的过程中，产生了冷作硬化，达到了改善表面质量的目的。经过不断的发展，超声技术已逐步成熟，并在各行各业得到了良好的应用。目前应用比较多的包括超声清洗、超声（塑料）焊接、超声钻孔等，超声车削、超声磨削、超声光整、等。
豪克能技术的出现，弥补了超声波金属表面加工的不足，对金属表面领域做出了重大的贡献。豪克能是一种有电能转换、高频率、大能量的且振幅很小的机械能和热能（略高于室温）的复合能量。目前，山东华云机电科技有限公司是豪克能技术的唯一持有者。其原理是利用金属在常温下冷塑性的特点，运用豪克能对金属表面进行无研磨机的研磨，使金属零件表面达到更理想的表面粗糙度要求，也可以形象的说类似熨衣服一样，将零件表面熨平；同时在零件表面产生理想的压应力，即可使被加工工件表面光洁度提高3级以上（粗糙度Ra值轻松达到0.2以下）；且工件的表面显微硬度提高20%以上；并大大提高了工件的表面耐磨性和耐腐蚀性。
豪克能技术不仅是使零件的粗糙度大幅度提高（Ra值≤0.05μm），更重要的是使零件的疲劳性能（疲劳寿命提高数十倍以上）、显微硬度（提高20%以上）、耐磨性（提高50%以上）、耐腐蚀性（提高40%以上）得到大幅度
提高，同时豪克能超极+机床更能比传统加工工艺提高生产效率3倍以上，在加工零件表面预置理想的压应力、晶粒得以细化。所以豪克能技术具有在室温下对零件冷、热多方面性能的贡献，可以说豪克能技术的出现真正使中国金属表面加工领域由对西方发达制造业强国的“赶”变为了“超”。
山东卫视在晚间18点30分的《山东新闻联播》栏目的以头条新闻的形式播出了此次实地对山东华云机电科技有限公司地采访。采访视频：https://www.doczj.com/doc/e14967602.html,/NewsView.asp?ID=392&SortID=31
二、加工原理
超声波金属表面加工是利用工具断面的超声振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种成型方法，加工原理如下图所示。加工时，在工具头与工件之间加入液体与磨料混合的悬浮液，并在工具头振动方向加上一个不大的压力，超声波发生器产生的超声频电振荡通过换能器转变为超声频的机械振动，变幅杆将振幅放大到0.01～0.15mm，再传给工具，并驱动工具端面作超声振动，迫使悬浮液中的悬浮磨料在工具头的超声振动下以很大速度不断撞击抛磨被加工表面，把加工区域的材料粉碎成很细的微粒，从材料上被打击下来。虽然每次打击下来的材料不多，但由于每秒钟打击16000
次以上，所以仍存在一定的加工速度。与此同时，悬浮液受工具端部的超声振动作用而产生的液压冲击和空化现象促使液体钻入被加工材料的隙裂处，加速了破坏作用，而液压冲击也使悬浮工作液在加工间隙中强迫循环，使变钝的磨料及时得到更新。
豪克能金属表面加工原理：利用金属在常温下冷塑性的特点，运用豪克能对金属表面进行无研磨机的研磨，使金属零件表面达到更理想的表面粗糙度要求，也可以形象的说类似熨衣服一样，将零件表面熨平；同时在零件表面产生理想的压应力，提高零件表面的显微硬度，耐磨性及疲劳强度和疲劳寿命。
三、使用范围
豪克能技术的使用范围更广阔,目前已经在各行各业中得到广泛应用，豪克能金属表面加工可以加工外圆,内孔,端面,梯面,曲面及复杂型面,更重要的是,豪克能提供专业的技术解决方案,更有豪克能机床满足客户不同
的需要.. .可替代传统的磨床、滚压、镗滚、珩磨、抛光机、砂带机、超声波应用等其它金属表面光整加工设备及工艺, 如各种液压缸内外孔、活塞杆、冶金轧辊等的加工, 如各种液压缸内外孔、活塞杆、冶金轧辊等的加工；使金属工件高光洁度加工变得易如反掌.
豪克能可加工的材料包括碳钢、工具钢、合金钢、不锈钢、铸铁、铸钢、铜及铜合金、铝及铝合金、铝镁合金等材料。对加工的零件来说，越是大型零件越占据优势，可应用于工程机械、压力机、石油机械、煤矿机械、汽车、轧钢等行业。
四、使用方法说明
豪克能金属表面加工使用方法，在机床上，用普通刀具将工件尺寸加工到基本到位后，再用豪克能金属表面加工设备的豪克能刀具代替原普通刀具再加工一遍，即可使被加工工件表面光洁度提高3 级以上（粗糙度Ra 值轻松达到0.2以下）；且工件的表面显微硬度提高20%以上；并大大提高了工件的表面耐磨性和耐腐蚀性。
五、设备组成
豪克能金属表面加工设备主要有豪克能控制箱及豪克能刀具组成。
六、豪克能加工效果展示
豪克能表面加工效果——淬火R弧滚轮
淬火以后的R弧轴套，硬度HRC 58左右，经豪克能
加工后，光洁度大幅提高。
豪克能表面加工效果——柴油机用R弧工件
两个柴油发动机上的工件经过豪克能表面加工设备
加工后，光洁度明显提高，完全达到了镜面效果
七、开启豪克能金属加工时代
7月31日，国家科学技术部火炬高技术中心王磊处长等一行6人，来到山东华云机电科技有限公司（以下简称华云公司）实地考察指导工作，华云公司生产总监李钊、营销总监姚岳林、品牌运营总监张传学、总经理助理王宁、技术部部长燕会志及法务部部长李明等全程陪同考察。考察期间，王磊处长等听取了华云公司企业发展前景、技术研发投入、生产规模扩大及市场运作推广等情况的报告，并到生产现场观摩了豪克能PT超极+车床现场加工演示。
12月5日上午，济南市委书记王敏在济南市发改委主任王宏志、济南市科技局局长徐群、济南市经信委副主任王明波等人的陪同下，莅临山东华云公司视察指导工作。公司总经理赵显华对豪克能技术做了汇报，并说明：华云公司自2002年开始研究豪克能技术，用了10年时间研发成功并
工业化应用，这项技术是华云公司首创，目前世界上只有华云公司拥有该技术全系列专利。通过参观，大家目睹了用豪克能技术一道工序即可加工完毕的全部过程，同时也了解到豪克能技术的成功，攻克和解决了很多行业存在的机加工件的加工难题，创新的实现了提高零件的粗糙度到镜面级别及提高零件的硬度、疲劳性能、耐磨性和耐腐蚀性。
2012年12月9日下午，山东省委书记姜异康在对山东华云机电科技有限公司进行调研，调研期间，姜书记听取了山东华云机电科技有限公司总经理赵显华的汇报，首先是对豪克能技术的汇报，这项技术已授权专利46项，其中发明专利11项，豪克能技术是华云公司首创，目前世界上只有华云公司拥有该技术全系列专利。姜书记仔细询问了豪克能技术优势和豪克能设备工作原理，并了解到豪克能技术的出现使中国企业由对西方发达国家在机械制造领域的"赶"变为了"超"。
山东卫视实地对山东华云机电科技有限公司董事长赵显华先生接受了新闻中心的采访。
在采访过程中，赵显华先生先是详细介绍了豪克能PT技术到目前已获得46项国家专利，其中仅发明专利就有11项，豪克能PT技术是华云公司潜心近十年在世界首创的革命性创新技术，随后新闻中心在华云公司生产车间实地拍摄了华云豪克能PT超极+机床的现场加工情况，赵显华先生在现场以理论和实际结合的形式向大家论述了豪克能PT技术的几大创新优势：不仅是使零件的粗糙度大幅度提高（Ra值≤0.05μm），更重要的是使零件的疲劳性能（疲劳寿命提高数十倍以上）、显微硬度（提高20%以上）、耐磨性（提高50%以上）、耐腐蚀性（提高40%以上）得到大幅度提高，同时豪克能超极+机床更能比传统加工工艺提高生产效率3倍以上，在加工零件表面预置理想的压应力、晶粒得以细化。所以豪克能PT技术具有在室温下对零件冷、热多方面性能的贡献，可以说豪克能PT 技术的出现真正使中国金属表面加工领域由对西方发达制造业强国的“赶”变为了“超”。
山东华云机电科技有限公司，开启豪克能金属加工时代，创造性的发明出全新的豪克能金属表面加工技术，彻底颠覆了传统的金属加工技术，
使机械加工技术提高到近乎极限水平，加工效率比传统的加工工艺提高数被，在金属加工技术领域大大领先与西方强国，46项发明专利的加持，豪克能超极+机床是机床行业从普通机床到数控机床后的第三地机床，开创了机床3.0时代，豪克能超极+机床是吧机械加工从普通加工到数控加工升级到能量加工的一个划时代的加工方式，欢迎您进入豪克能金属加工时代！
超声波金属焊接机 超声波金属焊接机就是应用超声波金属点 焊技术，分超声波金属点焊机、超声波金属线 束焊接机、超声波金属管封尾机、超声波金属 滚焊机，把超声波金属焊技术改为四种不同的 超声波金属焊工艺。 [在此主要介绍超声波金属点焊机] 超声波金属焊接是19世纪30年代偶然发 现的。它类似于摩擦焊，但有区别，超声焊接 时间很短，温度低于再结晶；它与压力焊也不 相同，因为所加的静压力比压力焊小的多。一 般认为在超声波焊接过程中的初始阶段，切向 振动出去金属表面的氧化物，并是粗糙表面的 突出部分产生反复的微焊和破坏的过程而使接 触面积增大，同时使焊区温度升高，在焊件交 界面产生塑性变形。这样在接触压力的作用下， 相互接近到原子引力能够发生作用的距离时，即形成焊点。焊接时间过长，或超声波振幅过大会使焊接强度下降，甚至破坏。 超声波金属焊接机工作原理 把高频电能通过超声波换能器转换成机械振动能，直接传导到超声波金属焊接机焊头上，作用于两个需要焊接的金属表面并产生高频摩擦，在加压的情况下，使两个金属表面相互主频摩擦造成生热凝聚而熔接。能对铜裸露线进行并线焊接，超声波焊接过程是一个机械过程，无电流通过工件，无熔化出现。其电性能和热性能是其他工艺所达不到的。因此对有色金属材料来说，无疑是一种理想的金属焊接系统。特别是铝、镍、铜、银等细、薄材料进行单点、多点、方形、条形、单层、多层、复合焊接起到理想效果。其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工，也在于超声焊接消耗低、寿命长、劳动强度低。 超声波金属焊接机焊接阶段 （1）振动摩擦阶段：超声波金属焊接的第一个过程主要是摩擦过程，其相对摩擦速度与摩擦焊相近，只是振幅仅仅为几十微米。这一过程的主要作用是排除焊件表面的油污、氧化物等杂质，使纯将的金属表面暴露出来。焊接时，由于上声极的超声波振动，使其与上焊件之间产生摩擦而造成暂时的连接，然后通过它们直接将超声波振动能传递到焊件间的接触表面上，在此产生剧烈的相对摩擦，由初期个别凸点之间的摩擦逐渐扩大到面摩擦，同时破坏、排挤和分散表面的氧化膜及其他附着物。 （2）温度升高阶段：在继续的超声波往复摩擦过程中，接触表面温度升高（焊区的温度约为金属熔点的35％～50％），变形抗力下降，在静压力和弹性机械振动引起的交变节应力的共同作用下，焊件间接触表面的塑性流动不断进行，使已被破碎的氧化膜继续分散甚至深入到被焊材料内部，促使纯金属表面的原子无限接近到原子能发生引力作用的范围内，出现原子扩散及相互结合，形成共同的晶粒或出现再结晶现象。 （3）固相接合阶段：随着摩擦过程的进行，微观接触面积越来越大，接触部分的塑性
№：×××××-×共×页×××××非金属超声波检测仪校验 校验报告 ×××××××工程检测有限公司
×年×月×日 试验： 编写： 审核： 批准：
1、目的 校验检测设备，保证试验检测的准确性和稳定性。 2、校验依据 CECS21：2000《超声法检测混凝土缺陷技术规程》 3、被校仪器名称编号 ××××非金属超声波检测仪 仪器编号：×××××× 4、超声波检测仪的校验 4.1方法：超声仪声时计量检验按“时—距”法测量空气声速的实测值v s,并与空气声速标准计算值v c相比较二者之间的相对误差不大于±0.5%,即可定为合格。 图1 19℃所测空气声速的“时—距”图 4.2步骤： 4.2.1将一对平面换能器置于桌面上如图2，并在换能器下面垫以海
发射换能器 接收换能器 刻度尺 泡沫塑料 水平桌面 棉或泡沫塑料并保持两个换能器的轴线重合及辐射面相互平行，同时换能器的辐射面相互对准； 图2 换能器移动示意图 4.2.2将换能器，接于超声仪器上，并以间距为50、100、150、200、250、300、350、400、450、500mm 依次放置在空气中，在保持首波幅度一致的条件下，读取各间距所对应的声时值t1、t2、t3……tn。； 4.2.3测点数应不少于10个。 4.2.4以测距li 为纵坐标，以声时读数ti 为横坐标，绘制“时-距”坐标图（，或用回归分析法求出li 与ti 之间的回归直线方程l=a+bt （式中a 、b 为待求的回归系数）。 坐标图中直线AB 的斜率“Δl/Δt ”或直线方程的回归系数“b ”即为空气声速的实测值v s (精确至0.1m/s)。 测量空气的温度Tk （准确至0.5℃）按下式计算的空气声速标准值v c 相比较， v c =331.4Tk .00367.01 (3.3.1) 式中 331.4-0℃时空气的声速（m/s ）； v c --温度为Tk 度的空气声速（m/s ）； Tk--被测空气的温度（℃）
哈尔滨工业大学 金属工艺学课程论文 题目：超声波金属焊接技术的综合介绍 院系：能源科学与工程学院 专业：能源与动力工程
班级： 1502403 学号： 1150240325 姓名：石嘉成 超声波金属焊接技术的综合介绍 石嘉成1 (1.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院） 摘要：本文主要介绍特种焊接中的超声波金属焊接技术，将从超声波焊金属接技术的应用背景、工艺过程、特点及实际应用情况及最新发展等发面展开介绍。通过文献的查阅得到了以下的结论：超声波焊接的应用越来越广泛，它具有能耗低、压力小、速度快、稳定性高、程序简便、精度高等优点，虽然对仪器的要求较高导致成本较高，但是仍不失为一种很有前景的焊接技术。 关键词：超声波焊接；金属；工艺过程；文献查阅
1.超声波金属焊接技术应用背景 超声波金属焊接起源于1950年的美国1。超声波金属焊接在电子工业、电器制造、新材料的制备、航空航天及核能工业、食品包装盒、高级零件的密封技术方面都有很广泛的应用，加上其节能、环保、操作方便等突出优点，对于我国建设资源节约型、环境友好型的现代化社会，超声波金属焊接将发挥很大的促进作用2。 2.超声波焊接技术的原理及工艺过程 2.1超声波金属焊接技术的原理 超声波金属焊接主要过程是被夹持在一起的两块工件受到硬砧和焊接端头之间的静压力，将超声波能量传输给工件顶部，维持短暂的时间，待结合表面之间的摩擦破碎氧化膜和其它沾污，每个表面上暴露出清洁新生的金属，从而使两个表面相互结合。一旦两表面处于一个原于间距内，就会产生金属型结合，由于超声波清理作用是连续的，就没有时间来形成阻碍原于接近的新氧化膜。完成最终的冶金结合时，无电弧和飞溅，无焊缝金属的熔化，铸造组织无熔化，厚度变形也很小3。 2.2超声波金属焊接技术的工艺过程 如图1所示，超声波焊接过程分为4个阶段： 第1阶段：焊头与零件接触，施压并开始振动。摩擦发热量熔化导能筋，熔液流入结合面。随着两零件之间距离的减少，焊接位移量（两零件之间由于熔体流动产生的距离减小值）开始增加。起初焊接位移量快速增加，然后在熔化的导能筋铺展并接触下零件表面时放慢增速。在固态摩擦阶段，发热是由于两表面之间的摩擦能和零件中的内摩擦产生的。摩擦发热使聚合物材料升温至其熔点。发热量取决于作用频率、振幅和压力4。
非金属超声波检测仪使用说明书非金属超声波检测仪主要用于检测混凝土的强度、裂缝深度、混凝土匀质性、损伤层厚度、混凝土厚度、桩身完整性、结构内部缺陷、钢管混凝土内部缺陷。功能特点 声参量自动判读、实时动态波形显示； 接收灵敏度高（对微弱信号识别能力高，可准确检测缺陷大小和范围）； 体积小、重量轻、携带方便、双通道、可扩展性强； 大容量充电电池――持久续集航，检测无忧； 智能处理软件――实用、方便、功能强大； 技术指标： 非金属超声测桩仪 应用领域 自动测桩系统主要用于跨孔声波透射法桩身完整性的自动检测，其他功能与超声检测仪完全相同。 超声透射法基桩、连续墙完整性快速检测； 超声-回弹综合法检测混凝土抗压强度； 超声法检测混凝土裂缝深度、不密实区域及蜂窝空洞、结合面质量、表面损伤层厚度、钢管混凝土内部缺陷； 超声法单孔一发双收测井； 耐火材料质量检测； 地质勘查、岩体、混凝土等非金属材料力学性能检测。 依据标准 声波检测仪国家计量检定规程----------------------------------------------JJG 990-2004超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程-----------------------------CECS 02 2005 超声法检测混凝土缺陷技术规程----------------------------------------CECS 21：2000 建筑基桩检测技术规程---------------------------------------------------JGJ 106 —2003公路工程基桩动测技术规程----------------------------------------JTG/T F81-012004 岩土工程勘察规范-------------------------------------------------------GB50021—2001 建筑抗震设计规范-------------------------------------------------------GB50011—2001
★超声波焊接是热塑性塑料在超声波振动作用下，由于表面分子间摩擦生热而使两块塑料熔接在一起的焊接方法。 超声波金属焊接: 1、超声波金属焊接 超声波金属焊接的优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要加压。超声波金属焊接是一种机械处理过程，在焊接过程中，并无电流在被焊件中流过，也无诸如电焊模式的焊弧产生，由于超声焊接不存在热传导与电阻率等问题，因此对于有色金属材料来说，无疑是一种理想的金属焊接设备系统，对于不同厚度的片材，能有效地进行焊接。 超声波焊接原理: 超声波塑料焊接机超声波塑料焊接原理 当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积 原理分析图
超声波焊接优点: 1、超声波塑料焊接优点：焊接速度快，焊接强度高、密封性好；取代传统的焊接/粘接工艺，成本低廉，清洁无污染且不会损伤工件；焊接过程稳定，所有焊接参数均可通过软件系统进行跟踪监控，一旦发现故障很容易进行排除和维护。 2、超声波金属焊接优点：1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。2）、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零。3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。4）、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。5）、焊接无火花，环保安全。 超声波金属焊接适用产品: 1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔，铝箔与铝片互熔。3）、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。4）、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。7）、金属管的封尾、切断可水、气密。 超音波的熔焊应用方法: 一、熔接法：以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生摩擦热而瞬间熔融接合，焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。二、铆焊法：将超音波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉形状，使不同材质的材料机械铆合在一起。三、埋植：藉着焊头之传道及适当之压力，瞬间将金属零件（如螺母、螺杆等）挤入预留入塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。四、成型：本方法与铆焊法类似，将凹状的焊头压着于塑胶品外圈，焊头发出超音波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定，且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形，及化妆品类之镜片固定等。五、点焊：A、将二片塑胶分点熔接无需预先设计焊线，达到熔接目的。B、对比较大型工件，不易设计焊线的工件进行分点焊接，而达到熔接效果，可同时点焊多点。六、切割封口：运用超音波瞬间发振工作原理，对化纤织物进行切割，其优点切口光洁不开裂、不拉丝。超声波金属焊接机2、超声波金属焊接原理是利用超声频率（超过16KHz ）的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法．金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将框框振动能量转变为工作间的摩擦功、形变能及有限的温升．接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接．因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象．超
超声波检测技术及应用 刘赣 （青岛滨海学院，山东省青岛市经济开发区266000） 摘要：无损检测(nondestructive test)简称NDT。无损检测就是不破坏和不损伤受检物体，对它的性能、质量、有无内部缺陷进行检测的一种技术。本文主要讲的是超声波检测（UT）的工作原理以及在现在工业中的应用和发展。 关键词：超声波检测；纵波；工业应用；无损检测 1.超声波检测介绍 1.1超声波的发展史 声学作为物理学的一个分支, 是研究声波的发生、传播、接收和效应的一门科学。在1940 年以前只有单晶压电材料, 使得超声波未能得到广泛应用。20 世纪70 年代, 人们又研制出了PLZT 透明压电陶瓷, 压电材料的发展大大地促进了超声波领域的发展。声波的全部频率为10- 4Hz～1014Hz, 通常把频率为2×104Hz～2×109Hz 的声波称为超声波。超声波作为声波的一部分, 遵循声波传播的基本定律, 1.2超声波的性质 1）超声波在液体介质中传播时，达到一定程度的声功率就可在液体中的物体界面上产生强烈的冲击（基于“空化现象”）。从而引出了“功率超声应用技术“例如“超声波清洗”、“超声波钻孔”、“超声波去毛刺”（统称“超声波加工”）等。2）超声波具有良好的指向性 3）超声波只能在弹性介质中传播，不能再真空中传播。一般检测中通常把空气介质作为真空处理，所以认为超声波也不能通过空气进行传播。 4）超声波可以在异质界面透射、反射、折射和波型转化。 5）超声波具有可穿透物质和在物质中衰减的特性。 6）利用强功率超声波的振动作用，还可用于例如塑料等材料的“超声波焊接”。 1.2超声波的产生与接收 超声波的产生和接收是利用超声波探头中压电晶体片的压电效应来说实现的。由超声波探伤仪产生的电振荡，以高频电压形式加载于探头中压电晶体片的两面电极上时，由于逆压电效应的结果，压电晶体片会在厚度方向上产生持续的伸缩变形，形成了机械振动。弱压电晶体片与焊件表面有良好的耦合时，机械振动就以超声波形式传播进入被检工件，这就是超声波的产生。反之，当压电晶体片收到超声波作用而发生伸缩变形时，正压电效应的结果会使压电晶体片两面产生不同极性的电荷，形成超声频率的高频电压，以回波电信号的形势经探伤仪显示，这就是超声波的接收。 1.3超声波无损检测的原理 超声波探伤仪的种类繁多，但在实际的探伤过程，脉冲反射式超声波探伤仪应用的最为广泛。一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连续，这种
声波透射法检测说明 一、检测仪器 NM-4A型非金属超声检测分析仪（半自动型测桩仪） 用途：用于混凝土强度检测、混凝土结构内部缺陷和裂缝深度检测、匀质性、损伤层厚度检测、混凝土基桩完整性检测及混凝土厚度检测等。 技术指标： 声时测读精度：士0.05 — 幅度测读范围：0 ?177dB 放大器带宽：5Hz?500kHz 接收灵敏度：<10 av 最大米样长度：詬4k 信号米集方式：连续信号、瞬态信号 扩展功能：可扩展为冲击回波混凝土厚度测试仪 通道数：双通道 正常混凝土或岩土最大穿透距离：8~10m; 声波透射法桩基检测时，手工连续提升换能器，自动记录和储存测 试数据； 测桩专用径向换能器：全不锈钢的探头，75米长电缆线，导电滑环 （集流环）接头，使电缆能随测随放（收），电 缆线缠绕在伸缩式的小车上，移动方便，电缆线 上的标记清晰耐久； 主机：专用微机系统 显示器：6"640 >480 DSTN 通用接口：串口、并口、USB 口 供电方式：1、AC:220\± 10%；DC:12V （交直流一用） 2、外置式大谷量铅酸电池，一次充电可连续工作
8-10小时； 工作温度：0 ?40C 工作湿度：< 80% 整机重量： 1.8kg 整机体积；245mr^ 300mr^ 85mm 、检测依据标准: 《超声回弹综合法检测强度技术规程》CECS 02:88 《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS 21:2000 《公路工程基桩动测技术规程》JTG/T F81-01-2004 《超声法检测混凝土缺陷技术规程》CECS 21:2000 《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003三、声波透射法检测基桩完整性的工作原理 混凝土灌注桩声波透射法检测的工作原理是：在被测桩内预埋若干根竖向相互平行的声测管作为检测通道，将超声脉冲发射换能器与接收换能器置于，声测管中，管中注满清 水作为耦合剂，由仪器的发射换能器发射超声脉冲，穿过待测的桩体混凝土，并经接收换能器被仪器所接收，判读出超声波穿过混凝土的声时、接收波首波的波幅以及接收波主频等参数。超声脉冲信号在混凝土的传播过程中因发生绕射、折射、多次反射及不同的吸收衰减，使接收信号在混凝土中传播的时间、振动幅度、波形及主频等发生变化，这样接收信号就携带了有关传播介质（即被测桩身混凝土）的密实缺陷情况、完整程度等信息。由仪器的数据处理与判断分析软件对接收信号的各种声参量进行综合分析，即可对桩身混凝土的完整性进行检测，判断桩基缺陷的程度并确定其位置。 四、检测方法及工作参数
RSM-SY7系列基桩多跨孔超声波自动循测仪-SY7（T）基桩多跨孔超声波自动循测仪（一）RSM（三通道） （二）-SY7（F）基桩多跨孔超声波自动循测仪 RSM （四通道） 用途： 1.基桩超声波透射法完整性检测 2.混凝土裂缝深度检测 3.混凝土超声回弹综合法强度检测 4.地质勘察岩体纵波波速测试 5.隧道岩体松动圈检测 6.非金属材料动弹力学参数测试 符合： ﹡《建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003》 ﹡《公路工程基桩动测技术规程JTG/TF81-01-2004》 ﹡《铁路工程基桩无损检测规范TB 10218-2008》 ﹡《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程CECS02:2005》 ﹡《超声法检测混凝土缺陷技术规程CECS21:2000》 》﹡《铁路工程结构混凝土强度检测规程TB10426-2004 技术特点： 1、国际首创四通道自发自收基桩剖面全组合超声波检测，已申请多项发明专利 2、自发自收电路设计，无需更换探头对应声测管的位置，一次提升完成六剖全组合测 试，大幅提高检测速度，大大减轻现场检测人员工作强度 3、三或四个独立可控收发通道，多管基桩声波透射检测效率更高 4、每个剖面测试波形各自可控调节增益延迟 5、采用超大真彩液晶显示屏，现场可同时清晰的观测6个剖面测试波形、波列、波速、． 波幅等信息，测试过程中整桩质量一目了然可调，无漏点，无需重复测试测点移距5~50cm6、60m/mim自动计数提升装置连接方便、快捷，最大提升速度 可达7、 、仪器采用金属外壳，结构牢固，耐用8 标准配置： 数量序号备注名称 SY7 (T)/SY7 (F)台1 采集仪1深度计数器及连接电缆2套 2 纵向跨孔单发单收传感器)
实验一、超声波的产生与传播 实验方案 1. 直探头延迟的测量 参照附录A 连接JDUT-2型超声波实验仪和示波器。超声波实验仪接h 直探头，并把探 头放在CSK-IB 试块的正面，仪器的射频输出与示波器第1通道相连，触发与示波器外触发 相连，示波器采用外触发方式，适半设置超声波实验仪衰减器的数值和示波器的电圧范用与 时间范闱，使示波器上看到的波形如图1.7所示。 在图1.7中，S 称为始波，t 0对应于发射超声波的初始时刻；Bl 称为 图1.7 直探头延迟的测虽 试块的1次底面回波，h 对应于超声波传播到试块底面，并被发射回来后，被超声波探头接 收到的时刻，因此h 对应于超声波在试块内往复传播的时间：B 2称为试块的2次底面冋波, 它対应于超声波在试块内往复传播到试块的上表面后，部分超声波被上表面反射，并被试块 底面再次反射，即在试块内部往复传播两次后被接收到的超声波。依次类推，右3次、4次 和多次底面反射回波。 从示波器上读出传播h 和t2,则直探头的延迟为 (1-6) 2. 脉冲波频率和波长的测量 调节示波器时间范闱，使试块的1次底面回波出现在示波屏的中央，脉冲波的振幅小于 IVO 测量两个振动波峰之间的时间间隔，则得到一个脉冲周期的振动时间t,则脉冲波的频 率为^1/t ：已知铝试块的纵波声速为6.32InInUS,贝IJ 脉冲波在铝试块中的波长为l=6.32t β 3. 波型转换的观察与测最 号时间范悅改变探头的入射角，并在改变的过程中适当移动探头的位宜，使每一个入射角 对应的R 2圆弧面的反射回波最 人。則在探头入射角由小变人的过 程中，我们町以先后观察到回波 B 1. B 2和B3;它们分别对应于纵 波反射回波、横波反射回波和表面 波反射回波。 让探头靠近试块背而，通过调节入 射角调，使能够同时观测到回波 BI 和（如图1.9）,且它们的幅 度基本相等：再让探头逐步靠近试 块正面,则又会在Bl 前面观测到一个回波bl ， 参照附录B 给出铝试块的纵波声速与横波声速，通过简单测量和计算，可以确定b 、Bl 和氏对应的波型和反射面。 4. 折射角的测量 确定Bi 、B?的波型后，町以分别测量纵波和横波的折射角。参照图Llo 首先让把探头 的纵波声束对正（回波幅度最人时为正对位宜）CSK-IB 试块 把超声波实验 仪换上町变角探头， 参照图1-8把探头 放在试块上，并使探 头靠近试块背面，使 探头的斜射声束只 打在 R2圆弧而上。 适当 设置超声波实 验仪衰减器的数值 和示波器 的电压范阖 CT ? V V R2 -C I ? 图1.8观察波型转换现彖
一、超声波金属焊接基础知识 1、原理 超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要加压。 2、焊接优点： 1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。 2）、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零。 3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。 4）、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。 5）、焊接无火花，环保安全。 3、超声波金属焊接适用产品： 1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。. 2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔，铝箔与铝片互熔。. 3）、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。 4）、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。 5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。 6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。 7）、金属管的封尾、切断可水、气密。 4、振幅参数 振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。因为每一间公司选择的换能器不同，换能器输出的振幅都有所不同，经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅以符合要求，通常换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状，前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机，最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作，能保证振幅参数的稳定。 5、频率参数 任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40 KHz等，焊接机的工作频率主要由换能器（Transducer）、变幅杆（Booster）、和焊头（Horn）的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态，每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围，如一般设定为±0.5 KHz，在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时，都会对谐振频率作调整，要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1 KHZ，如 20KHz 焊头，我们焊头的频率会控制在19.90—20.10 KHz，误差为5‰。 6、节点 焊头、变幅杆均被设计为一个工作频率的半波长谐振体，在工作状态下，两个端面的振幅最大，应力最小，而相当于中间位置的节点振幅为零，应力最大。节点位置一般设计为固定位，但通常的固定位设计时厚度要大于3mm，或者是凹槽固定，所以固定位并不是一定为零振幅，这样就会引致一些叫声和一部分的能量损失，对于叫声通常用橡胶圈同其它部件隔离，或采用隔声材料进行屏蔽，能量损失在设计振幅参数时予以考虑。 7、网纹 超声波金属焊接通常会在焊接位表面，底座表面设计网纹，网纹设计的目地在于防止金属件的滑动，尽可
超声波的检测原理反射折射
2超声波及超声检测原理 2. 1超声波的基本性质 通常人耳能听到声音的频率范围在 20}20KHz 之间，把超过20KHz 的声波 称为超 声波。超声波在本质上是一种机械波，所以它的产生必须依赖两个条件， 一是有机械振动的声源，二是有能够传播振动的弹性介质。 波的种类是根据介质质点的震动方向和波动传播方向的关系来区分的。超 声波在介 质中传播的波形有许多种，有纵波、横波、表面波等。 2.1.1超声场的特征量 充满超声波的空间叫做超声场。声压、声强度、声阻抗是描述超声场 特征的几 个重要物理量。 a. 声压 超声场中某一点在某一瞬间所具有的压强与没有超声场存在时的静态 压强之差 被称为声压，常用 P 表示，单位为帕。超声波在介质中传播时，介质 中每一点的声压随着时间t 、距离x 而变化，其公式为： X p =「 Awpsi nw(t ) = pcv c 式中P 为介质的密度、必为介质的角频率 C 为超声波在介质中的波速， v 为介 质质点的振动速度。可见声压的绝对值与波速以及角频率成正比。 b. 声强度 在垂直于超声波方向上的单位面积内通过的声能量被称为声强度，也 称声强。 式中A 为超声波的振幅。从公式可见声强与质点振动的位移振幅的平方成 正比，与 质点振动的角频率的平方成正比。 C.声阻抗 从声压的公式可见，在同一声压下辉越大，质点振动速度就越小，反之亦 然，它反 映了声学特性，故将声的乘积作为介质的声阻抗，以符号 Z 表示。 2. 1. 2超声波的速度及波长 超声波在介质中的传播速度与介质的弹性模量及介质的密度有关，对 一定的介 质其弹性模量和密度为常数，故声速也是常数。不同的介质有不同的 声速。超声波的频率、波长和声谏之间的关系如下 ： 其中入超声波的波长、c 为超声波的速度、f 为超声波的频率。 p cA 2 a)2 2 2 pc
超声波线束焊接工艺优势 发表时间：2019-03-12T10:25:00.360Z 来源：《基层建设》2018年第36期作者：陈钰 [导读] 摘要：随着科学技术的发展，我国的超声波线束焊接技术有了很大进展。 徐州徐工汽车制造有限公司江苏省徐州市 221100 摘要：随着科学技术的发展，我国的超声波线束焊接技术有了很大进展。在众多线束中，尤以铜质材料的线束应用最为广泛。由于铜制线束在这些设备中的长度可能高达几公里，所以为了便于能量和控制信号的传播，这些线束都是通过焊接或者压接的方式灵活有序地连接组织在一起的。超声波线束焊接作为一种线束之间的连接方式，以其独特的优点逐渐在那些对高质量电气结合性能的金属线束相关行业成为主流。 关键词：超声波焊接；发展状况；发展趋势 引言 超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的接合。无论是超声波塑料焊接还是超声波金属焊接，基本原理都大致相同，但是由于金属材料与塑料的差异，超声波金属焊接要求有更高的精度以及更高的功率容量和低的阻抗，因此对超声波发生器和换能器等组件的要求更加严苛，正是这些要求，使得早期用于焊接塑料的超声波焊接装置和技术不能胜任金属材料的焊接。 1概述 ①超声波：一种高于人类听力上限的声波。由于它可以产生高频率的振动，使得我们可以利用它来进行非铁金属焊接。②线束：线束是为一定的负载源提供电力或者信号的载体，其在设备内部就像血管和神经网络一样分布广泛，传输能量和控制信号。所以线束广泛应用于汽车、工程机械设备、农用设备、轮船、航空航天设备、家用电器等行业。而在众多线束中，尤以铜质材料的线束应用最为广泛。由于铜制线束在这些设备中的长度可能高达几公里，所以为了便于能量和控制信号的传播，这些线束都是通过焊接或者压接的方式灵活有序地连接组织在一起的。 2超声波金属焊接原理 超声波金属焊接是在19世纪30年代偶然发现的。当时在做电流点焊电极加超声振动试验时，发现不通电流也能焊接上，因而发展了超声金属冷焊技术。超声波焊接虽然发现较早，但是到目前为止，其作用机理还不是很清楚。它类似于摩擦焊，但有区别，超声波焊接时间很短，局部焊接区温度低于金属的再结晶温度；它与压力焊也不相同，因为所加的静压力比压力焊小得多。一般认为在超声波焊接过程中的初始阶段，切向振动除去金属表面的氧化物，并使粗糙表面的突出部分产生反复的微焊、变形和破坏而使接触面积增大，同时使焊区温度升高，在焊件的界面处产生塑性变形。在接触压力的作用下，相互接近到原子引力能够发生作用的距离时，即形成焊点。目前较为公认的一种对超声波金属焊接原理的解释为：焊接金属材料时，由超声波发生器产生超生频率振动电流，再由换能器利用逆压电效应使之转换成弹性机械振动能，并通过声学系统向焊件输入。两被焊工件的接触界面在静压力和弹性振动能量的共同作用下，通过摩擦、温升和变形，使氧化膜或其他表面附着物被破坏，并使纯净界面之间金属原子无限接近，产生结合与扩散，实现可靠连接。 3传统与现代的工艺区别 传统的电阻焊接方式在焊接时向线束输送大电流，导致线束金属温度急剧升高，直至熔融状态，从而破坏了金属固有的原子排列结构，导致焊接点的电阻显著升高，在电气传输过程中这个焊接点的电压降明显增大，不利于能量和信号的传输。同时也会导致焊接点的金属被氧化，从而使得焊接点容易发生脆性断裂。超声波线束焊接则是通过焊头将超声频率(超过人耳所能听到的声音频率)的机械振动能量施加在金属线束上，同时在金属线束上施加一定的压力，从而使得金属材质在一定的温升下产生原子之间的相互渗透和扩散，最终形成稳定的结合层实现线束之间的结合。而且超声波焊接的温升很有限，远远没有达到金属的熔点，所有金属固有的原子排列结构没有被破坏，焊接点保持金属导体特性，电阻基本没有变化，电压降小到可以忽略不计。同时因为金属固有的原子排列结构没有被破坏，金属线束的机械强度也就没有任何损失。同时超声波线束焊接相比传统的电阻焊接，由于不需要通过大电流促使金属温升到熔融状态，焊接时间大大缩短(一秒以内)，焊接效率显著提升，焊接过程既快速又节能。 4超声波焊接对导线摆放操作要求 在进行超声波焊接时，需要设置有关参数，比如：导线截面积、导线对齐方式、压强、焊接间距、振幅、宽度、压力、能量等。焊接过程中，导线应垂直重叠排列，并且大截面线应在下面靠近焊接工具头，以使焊接充分；导体应紧靠铁砧面放置，彼此紧贴在一起，以使焊接后有足够的坚固性；导体重叠的长度一般设置成13~15mm，重叠长度太短焊接强度不易保证，重叠长度太长焊接端头易形成翘起，对下道工序操作不便。焊接处表面不允许出现氧化、断丝、缺损和绝缘层熔化现象。 5关键的耗材问题 另外一种传统的线束连接方式是采用U型连接端子的冷冲压接，其需要根据节点线径总和选择尺寸合适的U型端子和压接设备，每个尺寸的U型端子都要定制专门的压接模具和钳口，通过冲压的方式将线束借助U型端子连接在一起。U型连接端子的冷冲压接在焊接点只是不同线束压接在一起，没有原子之间的渗透和扩散，所以焊接点电阻比较大，电压降比较显著。而它的冷冲压接的监控只有压力一个参数，压接品质不易控制。相反，超声波线束焊接不需要任何耗材(如U型端子)和定制不同尺寸的模具和钳口，焊接成本大大降低。同时在焊接过程中，通过监控超声波焊接能量、时间、振幅和压力可以在线监控焊接品质，确保焊接品质的一致性。 6制约国内超声波金属焊接技术发展的几个关键因素 (1)换能器功率：换能器是超声波焊接设备的核心部件，金属超声波焊接要求换能器有大的功率容量、长时间的小衰减。国内大部分公司的20KHz换能器往往只能承受约1500W的负载，这和国际上领先制造商的同类产品能达到5000W还存在很大的差距，国内也尚未有见到掌握大功率超声波换能器的推-挽技术的报道。(2)超声波发生器：稳定的超声波发生器的要求必须具有频率自动跟踪功能，这样可以保证换能器系统能够始终工作在谐振状态，即达到焊头振幅的最大化。国内很多公司采用的是自激式的全桥或半桥电路，不具备频率自动跟踪的功能。这样造成的问题是当电感及电容的参数确定时，发生器的谐振频率就是个定值，不会随着温度或负载的变化而变化，而焊头及换能器的频率会随着温度及负载的变化而产生偏移，这样，焊头的振幅就会随着频率的偏移而大幅下降，这直接会导致焊接参数的变化，影响焊接稳定性。(3)焊头材料的性能：超声波金属焊接要求有高度耐磨的焊头，这样就要求焊头材料具有高硬度的性质，而超声波焊接技术本
ZBL-U520A非金属超声检测仪 1.应用领域 U520A自动测桩系统主要用于跨孔声波透射法桩身完整性的自动检测，其他功能与U520超声检测仪完全相同。 超声透射法基桩、连续墙完整性快速检测； 超声-回弹综合法检测混凝土抗压强度； 超声法检测混凝土裂缝深度、不密实区域及蜂窝空洞、结合面质量、表面损伤层厚度、钢管混凝土内部缺陷； 超声法单孔一发双收测井； 耐火材料质量检测； 地质勘查、岩体、混凝土等非金属材料力学性能检测。 2.依据标准 超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程----------------------------CECS 02：2005 超声法检测混凝土缺陷技术规程------------------------------------CECS 21：2000 建筑基桩检测技术规程--------------------------------------------JGJ 106 —2003 公路工程基桩动测技术规程----------------------------------------JTG/TF81-01-2004 岩土工程勘察规范------------------------------------------------GB50021—2001 建筑抗震设计规范------------------------------------------------GB50011—2001 3.性能特点 U520A自动测桩系统是使用双通道信号快速采集系统及专利技术的深度计数装置，有效地提高了现场检测速度及换能器的使用寿命。在换能器移动过程中测桩系统可以按照预定好的测点间距自动记录各测点声参量及波形。检测速度有了成倍的提高，测试一个100米长的剖面，每米存10个点，仅需要2分钟左右就可以完成，并且已往需要三个人才能完成的测试工作现在只需要一到两个人就可以完成。在测试过程中可以随时通过屏幕显示的曲线看到整个剖面的测试结果。 信号波形、声参量数据实时显示及分析处理，即时显示内部缺陷示意图； 快速、准确的声时、波幅自动判读功能，有效保证了测试数据的可靠，极大的提高了检测速度； 在无缺陷混凝土中对测穿透距离可达10米，电火花震源单次激励穿透距离大于50米； 外触发端口支持电火花、超磁致伸缩换能器等更多的发射源； 面向用户设计的操作系统使测试过程规范划，随机分析功能满足现场数据分析的需要，界面友好；
超声波焊接机的工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
超声波焊接机的工作原理 超音波焊接机的工作原理是： 是通过振荡电路振荡出高频信号由换能器转化成机械能（即频率超出人耳听觉阈的高频机械振动能），该能量通过焊头传导到塑料工件上，以每秒上几十万次的振动加上压力使塑料工件的接合面剧烈摩擦后熔化。振动停止后维持在工件上的短暂压力使两焊件以分子链接方式凝固为一体。一般焊接时间小于1秒钟，所得到的焊接强度可与本体相媲美。超声波塑料焊接机可用于热塑性塑料的对焊，也用于铆焊、点焊、嵌入、切除等加工工艺。根据产品的外观来设计模具的大小、形状。 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
超声波金属焊接机原理 一、超声波金属焊接机的工作原理 超声波金属焊接机是通过高频的机械振动对非铁磁性的金属物料工件进行焊接。在焊接过程中，将其中一个工件固定，另一个工件以20/40kHz的频率在其表面进行循环往复的振动，同时对工件施加压力，使工件间形成一种牢固的结合，从而达到焊接的效果。整个焊接过程可以被精确地控制，同时不会在金属表面产生多余的热量，焊接牢度强。 超声波金属焊接机是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能，供应给超声波焊接机转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。 超声波金属焊接机的焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置，振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化，振动会在熔融状态物质到达其介面时停止，短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键，整个周期通常是不到一秒种便完成，但是其焊接强度却接近是一块连着的材料。 二、超声波的熔焊应用方法 1、熔接法：
以超声波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生磨擦热而瞬间熔融接合，焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。 2、铆焊法： 将超声波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉形状，使不同材质的材料机械铆合在一起。 3、埋植： 藉着焊头之传道及适当之压力，瞬间将金属零件（如螺母、螺杆等）挤入预留入塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。 4、成型： 本方法与铆焊法类似，将凹状的焊头压着于塑胶品外圈，焊头发出超声波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定，且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形，及化妆品类之镜片固定等。 5、点焊： A、将二片塑胶分点熔接无需预先设计焊线，达到熔接目的。 B、对比较大型工件，不易设计焊线的工件进行分点焊接，而达到熔接效果，可同时点焊多点。
专题实验 请同学们先看下后边的注意事项！ 超声波测试原理及应用 超声波是频率在2?104Hz~1012Hz的声波。超声广泛存在于自然界和日常生活中，如老鼠、海豚的叫声中含有超声成分，蝙蝠利用超声导航和觅食；金属片撞击和小孔漏气也能发出超声。 人们研究超声始于1830年，F. Savart曾用一个多齿轮，第一次人工产生了频率为2.4?104Hz的超声；1912年Titanic客轮事件后，科学家提出利用超声预测冰山；1916年第一次世界大战期间P. Langevin领导的研究小组开展了水下潜艇超声侦察的研究，为声纳技术奠定了基础；1927年，R. W. Wood 和A. E. Loomis 发表超声能量作用实验报告，奠定功率超声基础；1929年俄国学者Sokolov提出利用超声波良好穿透性来检测不透明体内部缺陷，以后美国科学家Firestone使超声波无损检测成为一种实用技术。 超声波测试把超声波作为一种信息载体，它已在海洋探查与开发、无损检测与评价、医学诊断等领域发挥着不可取代的独特作用。例如，在海洋应用中，超声波可以用来探测鱼群或冰山、潜艇导航或传送信息、地形地貌测绘和地质勘探等。在检测中，利用超声波检验固体材料内部的缺陷、材料尺寸测量、物理参数测量等。在医学中，可以利用超声波进行人体内部器官的组织结构扫描（B超诊断）和血流速度的测量（彩超诊断）等。 本实验简单介绍超声波的产生方法、传播规律和测试原理，通过对固体弹性常数的测量了解超声波在测试方面应用的特点；通过对试块尺寸的测量和人工反射体定位了解超声波在检验和探测方面的应用。 实验所用的仪器设备和主要器材包括：JDUT-2型超声波实验仪、GOS-620型示波器（20MHz）、CSK-IB型铝试块、钢板尺、耦合剂（水）等。 实验一、超声波的产生与传播 能够产生超声波的方法很多，常用的有压电效应方法、磁致伸缩效应方法、静电效应方法和电磁效应方法等.我们把能够实现超声能量与其他形式能量相互转换的器件称为超声波换能器。一般情况下，超声波换能器既能用于发射又能用于接收. 在本专题实验中，我们采用压电效应实现超声波信号与电信号的转换，即压电换能器，它是利用压电材料的压电效应实现超声波的发射和接收。 实验目的 1．了解超声波产生和接收方法； 2．认识超声脉冲波及其特点； 实验原理 1．压电效应 某些固体物质，在压力（或拉力）的作用下产生变形，从而使物质本身极化，在物体相对的表面出现正、负束缚电荷，这一效应称为压电效应。 物质的压电效应与其内部的结构有关。如石英晶体的化学成分是SiO2，它可以看成由+4价的Si离子和-2价O离子组成。晶体内，两种离子形成有规律的六角形排列，如图ZZ-1所示。其中三个正原子组成一个向右的正三角形，正电中心在三角形的重心处。类似，三个