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作為專精特新企業,靈科超聲波塑料焊接以其高額度與高速度能量輸出而廣泛應用在生產加工各個領域,牢牢抓住新時代下塑料焊接新方式的第一把交椅。超聲波磁致伸縮換能器在其中發揮重要作用,為深入了解超聲波塑焊設備,我們和靈科超聲波技術部工作人員對其進行學習討論。
磁致伸縮換能器的工作原理
磁致伸縮換能器是由磁致伸縮材料制作的鐵芯在外面纏繞線圈而成。當線圈中通以一定直流電流產生最佳偏磁場后,再通以交變電流使其產生交變磁場,重疊后鐵芯中的磁場將在水平上變化。在交變磁場作用下,換能器兩端面產生與交流電頻率相同的交變伸縮,當交變電流的頻率與換能器的共振頻率一致時,換能器端部振動最強烈,由此從換能器兩端面向介質輻射出超聲波,實現動態能量轉化,實現高品質超聲波焊接。
我們了解到,靈科超聲波第一注重焊接成品質量,有效延長設備使用壽命。靈科超聲波技術人員解釋道,最影響超聲波塑焊設備的是其自身焊接過程中溫度的變化。設備不匹配、能量傳導完備度不高等都是造成發燙現象的重要原因。不利于設備高精準度焊接,影響超聲波焊接設備使用壽命。
磁致伸縮材料的特性
第一、焦耳效應
鐵磁材料(如鐵、鐐、鉆及其合金等)制成的棒在受外磁場作用時,沿磁力線方向產生伸縮相對形變的效應,稱為縱向磁致伸縮正效應(或稱焦耳效應)。
a.引起相對形變較小,約在10-6數量級。
b.不同鐵磁材料制成的棒,產生的相對形變是不同的。
c.磁致伸縮形變與溫度有密切關系。當溫度升高時,鐵磁材料晶格發生變化,磁化強度隨之變化。
任何鐵磁材料都存在一個特定溫度,一旦到達這一溫度,自發磁化不再存在,鐵磁體變為順磁體。我們稱其為居里點。
要使磁致伸縮換能器正常工作,必須讓它處于遠低于居里點的溫度環境內。在設計大功率超聲波焊接設備時尤其要考慮溫度對換能器的影響。
d.磁致伸縮材料均具有磁致伸縮飽和現象。當外加磁場強度逐漸增大,開始時形變隨之逐漸增加,當磁場強度增加到某一特定值時,形變停止,此時的形變稱為飽和磁致伸縮形變。
第二、魏拉里效應
對極化后的磁棒沿其長度方向施加外力時會產生相對形變,棒內的磁場強度會發生變化,這種效應叫縱向磁致伸縮反效應(或稱魏拉里效應)。
對于沒有極化的磁棒,即使受外力作用發生形變,也不會產生磁場,換句話說,非極化的鐵磁材料不存在反效應。
第三、渦流損耗
在鐵磁物質中,當磁感應強度發生變化時,在其內部將產生感應電流,該感應電流所產生的磁場將阻礙磁感應強度的變化,阻礙鐵磁材料的磁化,一部分能量被損耗掉變成熱能,這種電流被稱為渦流。
渦流的存在導致動態導磁系數值的降低,且磁感應強度將會比磁場強度更滯后。為了降低渦流損耗,磁致伸縮材料通常都做成薄片形。
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