工具头（焊接工装）

工具头作为超声波焊接机和物料的接触界面，其主要功能是将由变幅器输出的纵向机械振动均匀有效地传递到物料上，所用的材料通常是铝合金甚至钛合金。因为塑料物料的设计变化外型千差万别，工具头也要随之而变化。工作面的形状要与物料配合良好，在振动时才不至于损伤塑料表明；同时其一阶纵向振动固由频率要与焊接机的输出频率协调，否则振动能量会耗掉。工具头在振动时，局部会产生应力集中，如何优化这些局部结构也是设计时需要考虑的问题。本文就如何应用 ANSYS 设计工具头，优化设计参数和制造公差进行探讨。

超声波检测：

为了达到好的使用效果并维护本机的性能，调整发生器与换能器系统的谐振，非常重要。

A：调谐前，确保焊头与二级杆之间必需锁紧。调谐时，焊头不要接触其它物品。

B：打开电源开关，此时电源指示灯亮。

C：按下超声波测试开关，并注视负载表，（如电流表指针超30%或超过2A，则按下超声测试开关的时间要非常短），刃具超高频诱导加热厂家电话，调整调谐电感，左右旋转直到负载电表显示在较小位置，通常在5%-15%或300MA-900MA之间。

D：因本机设有卡位，所以调谐电感的调整范围只有360度，如焊头的频率同20KHZ或15KHZ相差较远时，需打开机盖，拆开固定位进行调整。

超声波换能器将高频电能转变为高频率的机械振荡（超声波），分为压电效应超声波换能器与磁致伸缩效应超声波换能器。对于前者，压电效应的原理是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差（称之为正压电效应），反之施加电压，则产生机械应力（称为逆压电效应）。如果压力是一种高频振动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械振动），这就是我们平常所说的超声波信号。石英晶体的压电效应较弱，3000V才产生小于0.01um的变形。对于后者，由于磁致伸缩材料在磁场作用下，其长度发生变化，可发生位移而做功或在交变磁场作用可发生反复伸张与缩短，从而产生振动或声波，这种材料可将电磁能（或电磁信息）转换成机械能或声能（或机械位移信息或声信息），相反也可以将机械能（或机械位移与信息）。转换成电磁能（或电磁信息），它是重要的能量与信息转换功能材料。镍棒的振幅一般也不超过0.005～0.01mm。超声波加工需0.01～0.1mm的振幅，因此需要变辐杆4、5。
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