Hệ thống âm học: bộ chuyển đổi, bộ khuếch đại biên độ và đầu hàn

Giữa năng lượng điện tần số cao đi ra từ bộ phát và dao động cơ học tới được chi tiết có ba bộ phận nối tiếp nhau. Gộp lại, chúng được gọi là hệ thống âm học.

Bộ chuyển đổi: biến điện thành dao động

Bộ chuyển đổi chứa các đĩa gốm áp điện, chúng giãn ra và co lại dưới điện áp tần số cao đặt vào, tạo ra dao động cơ học. Đây là bước chuyển đổi dạng năng lượng.

Biên độ mà bộ chuyển đổi tạo ra khá nhỏ và tự nó không đủ để hàn. Nhiệm vụ của nó là chuyển đổi; việc khuếch đại thuộc về các bộ phận sau.

Bộ khuếch đại biên độ: khuếch đại và làm chỗ kẹp

Bộ khuếch đại biên độ nằm giữa bộ chuyển đổi và đầu hàn, phục vụ hai mục đích.

Khuếch đại biên độ. Hai đầu của nó có tiết diện khác nhau, và dao động khi đi từ tiết diện lớn sang tiết diện nhỏ sẽ tăng biên độ — đây là hệ quả trực tiếp của định luật bảo toàn năng lượng. Tỷ số đó chính là hệ số khuếch đại.

Một chỗ để kẹp. Toàn bộ hệ thống đều dao động, và chỉ có thể giữ tại một điểm có độ dịch chuyển bằng không — gọi là điểm nút. Chính giữa bộ khuếch đại biên độ đúng là một điểm như vậy, và vòng kẹp trên đầu máy siết vào đó. Không có bộ khuếch đại biên độ thì hệ thống không có chỗ kẹp phù hợp.

Đầu hàn: khuếch đại lần cuối và truyền tới chi tiết

Đầu hàn tiếp xúc trực tiếp với chi tiết. Hình dạng của nó bám theo biên dạng chi tiết trong khi vẫn đóng góp thêm một phần hệ số khuếch đại.

Thiết kế một đầu hàn phải thỏa mãn ba yêu cầu cùng lúc: khớp với chi tiết, cộng hưởng ở tần số làm việc, và giữ cho biên độ đủ đồng đều trên toàn mặt làm việc. Ba yêu cầu này ràng buộc lẫn nhau, đó là lý do đầu hàn phải được thiết kế riêng cho từng việc chứ không thể lấy đại một cái gần đúng.

Vì sao tần số bắt buộc phải khớp

Cả ba bộ phận đều có kích thước tính theo nửa bước sóng, để khi nối tiếp nhau, cả hệ cộng hưởng ở tần số làm việc và truyền dao động một cách hiệu quả.

Nếu tần số cộng hưởng của một bộ phận bị lệch — đầu hàn gia công dài quá, bị mòn, hoặc lắp đầu hàn 20 kHz lên máy 40 kHz — thì cả hệ không cộng hưởng đúng được. Triệu chứng là bộ phát báo quá tải, không khởi động được, hoặc tiếng kêu chói bất thường.

Vì vậy ba bộ phận không thể lắp lẫn lộn. Thay đầu hàn phải thay đúng tần số, và muốn đổi hệ số khuếch đại thì đổi bộ khuếch đại biên độ chứ đừng tự gia công lại đầu hàn.

Hệ số khuếch đại tổng

Mức khuếch đại tổng xấp xỉ bằng tích của hệ số khuếch đại bộ khuếch đại biên độ và hệ số của đầu hàn. Muốn tăng biên độ thì lắp bộ khuếch đại có hệ số cao hơn, hoặc thiết kế lại đầu hàn — cách thứ nhất dễ, cách thứ hai đồng nghĩa với làm đồ gá mới.

Hệ số khuếch đại cao hơn không mặc nhiên là tốt hơn. Biên độ quá lớn làm tăng ứng suất trong đầu hàn, rút ngắn tuổi thọ của nó, đồng thời làm vết hằn và hư hại thành mỏng dễ xảy ra hơn. Phù hợp hơn hẳn tối đa.

Tần số, dải hệ số khuếch đại và kích thước đầu hàn tối đa của từng model có trên trang máy hàn siêu âm. Gửi bản vẽ chi tiết để thiết kế đầu hàn tới 1427498429@qq.com, hoặc gọi +86 769 8202 9510 / +86 137 6001 0932.