超聲波是指振動(dòng)頻率大于20KHz以上的,其每秒的振動(dòng)次數(shù)(頻率)甚高，超出了人耳聽覺的上限(20000Hz)，人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動(dòng)，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會(huì)傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點(diǎn)是超聲頻率高，波長(zhǎng)短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性，2013年腹部超聲成象所用的頻率范圍在 2∽5MHz之間，常用為3∽3.5MHz(每秒振動(dòng)1次為1Hz，1MHz=10^6Hz,即每秒振動(dòng)100萬次，可聞波的頻率在16-20，000HZ 之間)。

超聲波的兩個(gè)主要參數(shù)

  超聲波的兩個(gè)主要參數(shù): 頻率:F≥20KHz; 功率密度:p=發(fā)射功率(W)/發(fā)射面積(cm2);通常p≥0.3w/cm2; 在液體中傳播的超聲波能對(duì)物體表面的污物進(jìn)行清洗，其原理可用"空化"現(xiàn)象來解釋:超聲波振動(dòng)在液體中傳播的音波壓強(qiáng)達(dá)到一個(gè)大氣壓時(shí)，其功率密度為0.35w/cm2，這時(shí)超聲波的音波壓強(qiáng)峰值就可達(dá)到真空或負(fù)壓，但實(shí)際上無負(fù)壓存在，因此在液體中產(chǎn)生一個(gè)很大的壓力，將液體分子拉裂成空洞一空化核。此空洞非常接近真空，它在超聲波壓強(qiáng)反向達(dá)到大時(shí)破裂，由于破裂而產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊將物體表面的污物撞擊下來。這種由無數(shù)細(xì)小的空化氣泡破裂而產(chǎn)生的沖擊波現(xiàn)象稱為"空化"現(xiàn)象。

      超聲波模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一定是非常的簡(jiǎn)單。千萬不要被誤導(dǎo)，當(dāng)使用一個(gè)加工不當(dāng)或是未經(jīng)過調(diào)諧的焊頭，將給你的生產(chǎn)帶來昂貴的損失--它會(huì)破壞焊接效果，甚至更嚴(yán)重的會(huì)直接導(dǎo)致?lián)Q能器或發(fā)生器的損壞。因此超聲波模具的設(shè)計(jì)絕不像它的外形那樣簡(jiǎn)單，相反需要很多的專業(yè)知識(shí)和技能--如何保證焊頭能夠經(jīng)濟(jì)的工作?如何保證焊頭能夠?qū)Q能器轉(zhuǎn)換的機(jī)械振動(dòng)能有效地傳遞到工件上，形成持續(xù)穩(wěn)定的焊接--超聲波模具是超聲波技術(shù)中具有技術(shù)深度的一個(gè)方面。 對(duì)不同的焊接對(duì)象需要有不同工具頭，不管是近場(chǎng)焊接還是傳輸焊接，只有半波長(zhǎng)的工具頭才能使焊接端面達(dá)到大的振幅。工具頭，有帶振幅放大的和不帶振幅放大的兩種，塑料焊接機(jī)用聲學(xué)系統(tǒng)工具頭，所用材料通常為鋁合金，其端面鍍硬質(zhì)合金，功率較大時(shí)也有用鈦合金材料制成的，該材料疲勞強(qiáng)度比鋁合金高一倍多。

     超聲波焊頭因?yàn)楣ぷ饔诟哳l振動(dòng)情況下，應(yīng)盡量保持一個(gè)對(duì)稱設(shè)計(jì)，以避免聲波傳遞的不對(duì)稱性導(dǎo)致的不均衡應(yīng)力及橫向振動(dòng)，不均衡振動(dòng)能導(dǎo)致焊頭發(fā)熱及斷裂。超聲波焊接應(yīng)用于不同行業(yè)對(duì)加工精度要求是不同的，對(duì)于特別薄的工件如鋰離子電池極片與極耳的焊接、金箔等的包覆等對(duì)加工精度的要求非常高,需使用高精度的加工設(shè)備進(jìn)行加工,這樣所生產(chǎn)出來的模具才符合使用要求.

   材料方面:超聲波焊接要求金屬材料有柔順性好(聲波傳遞過程中機(jī)械損耗小)好的特點(diǎn)，所以常用的材料為鋁合金及鈦合金材料是保證超聲波模具壽命于熔接產(chǎn)品效果的主要原因之一，模具完成的過程是復(fù)雜的。所以不僅是模具工程師設(shè)計(jì)務(wù)必慎重選擇材質(zhì)，亦需了解本身產(chǎn)品要求該使用何種材質(zhì)，避免因疏忽而影響其時(shí)效與品質(zhì)。

一、鋁鎂合金(7075-T651,2024-T651,6061-T651)1、7075T651:使用于振動(dòng)系統(tǒng)及Horn制造，該材料具有*的機(jī)械屈服強(qiáng)度，硬度高，熱傳導(dǎo)性強(qiáng)，是理想的超聲波模具制造材料;2、2024T651:一般使用與HORN制造，軔性佳，熱傳導(dǎo)性強(qiáng)，硬度適中，用于一般塑膠制品。3、6061T651:使用于較低出力之HORN制造，軔性佳，質(zhì)較軟。

二、鈦合金: 用于連續(xù)發(fā)振的機(jī)種，軔性較高，熱傳導(dǎo)佳，硬度高，而成本昂貴。

三、國(guó)產(chǎn)硬質(zhì)鋁合金:國(guó)產(chǎn)料，用于普通鋁材加工，熱傳導(dǎo)低，對(duì)超音波機(jī)械損耗高，成本 低。

  生產(chǎn)一套超聲波模具，要考慮以下各項(xiàng)因素:1、 產(chǎn)品的要求: 決定模具的使用壽命，磨損率，因而決定采用何種金屬。2、 產(chǎn)品的形狀: 采用何種熔接工藝，設(shè)定模具的大小，壓力傳達(dá)區(qū)，產(chǎn)品在熔合時(shí)可能產(chǎn)生的變形，需要多大功率和何種功能。是否可以一次熔接 完成工作。3、 產(chǎn)品的塑料性質(zhì):決定模具的工作震幅，那一件工作應(yīng)接受超聲能量，導(dǎo)能線的形式，位置，大小。在不同的塑料組合時(shí)，應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)接觸位?

  超聲波模具的維護(hù)與保養(yǎng)：

一、1.運(yùn)行中的模具是否處于正常狀態(tài)，各種部位如導(dǎo)柱、頂桿、行位是否磨損，潤(rùn)滑是否良好？要求至少12小時(shí)要加一次油，特殊結(jié)構(gòu)要增加加油次數(shù)。2. 模具的固定模板的螺絲和鎖模夾是否松動(dòng)；3.生產(chǎn)正常狀況:裝模前要對(duì)模具的上下表面進(jìn)行清擦，保證模具安裝面和壓機(jī)工作臺(tái)面不受壓傷及模具在生產(chǎn)中上下安裝面的平行度；模具裝好后將模具打開，將模具各部分清擦干凈，特別是導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，對(duì)于表面件模具，其型面要清擦干凈，以保證制件的質(zhì)量；對(duì)模具各滑動(dòng)部份進(jìn)行潤(rùn)滑，涂潤(rùn)滑脂；模具各部份的檢查，特別是安全件。如：安全側(cè)銷、安全螺釘、側(cè)護(hù)板、沖孔廢料道等；檢查產(chǎn)品的缺陷是否與模具有關(guān);4.生產(chǎn)后下機(jī)時(shí)要對(duì)模具進(jìn)行全面檢查并進(jìn)行防銹處理: 抹干型腔、型芯、頂出機(jī)構(gòu)和行位等部位水份并噴灑模具防銹劑或涂抹黃油；放至地點(diǎn)，并做好記錄；

二、 每季的例行檢查與維護(hù):主要是對(duì)放置兩個(gè)月以上沒有使用的模具進(jìn)行清理維護(hù)。打開模具，檢查內(nèi)部防銹效果,有異常情況,須重新進(jìn)行防銹處理. 長(zhǎng)期不使用的模具須涂抹黃油.用油布包上，以防鋁鈦合金發(fā)生氧化。

超音波模具的維護(hù)保養(yǎng)要做到：防銹、防撞、除刺缺件（防止模具因布抹/料沖/手抹/水口鉗碰碰而造成的模具毛刺）、防壓（防止模具因仍殘留有產(chǎn)品而鎖模而造成的模具壓傷）、欠壓（防止模具因低壓保護(hù)壓力過大造成的傷害）。