超声波的节点怎么算

⑶ 超声波金属焊接机基础知识

超声波金属焊接机是一种先进的焊接技术，它利用高频振动波传递到两个金属表面，通过加压形成分子层之间的熔合，具有快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花等特点。然而，焊接金属件的厚度不宜超过5mm，焊点大小有限，并需要额外的加压。这种焊接方式在镍氢电池、锂电池、电线、电子元件、家电用品、汽车用品、电磁开关等领域有着广泛的应用。

焊接材料不熔融，保持金属特性，焊接后导电性极佳，电阻系数接近零。焊接表面要求低，即使有氧化或电镀也可焊接。焊接时间短，无需使用助焊剂、气体、焊料，无火花，安全环保。

超声波金属焊接机适用于多种产品，包括镍氢电池镍网与镍片互熔、锂电池、聚合物电池的铜箔与镍片互熔、铝箔与铝片互熔、电线互熔、电线与电子元件、接点、连接器互熔、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、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点、异种金属片的互熔、金属管的封尾、切断等。

焊接机的关键参数是振幅和频率。振幅参数影响着焊接效果，相当于温度，过低或过高都会影响焊接质量。频率参数则取决于换能器、变幅杆和焊头的机械共振频率，工作频率一般在20KHz、40KHz等范围内，且有一定的谐振工作范围。

在焊接过程中，焊头和变幅杆设计为工作频率的半波长谐振体，工作状态下，两个端面的振幅最大，应力最小，而中间位置的节点振幅为零，应力最大。在设计节点位置时，通常需考虑到厚度、凹槽等因素，以减少能量损失和噪声。

为保证焊接效果，通常在焊接位表面、底座表面设计网纹，以防止金属件滑动，提高能量传递效率。网纹大小和深浅根据具体材料要求进行调整。

超声波焊接对加工精度有较高要求，尤其是对于锂离子电池极片与极耳的焊接、金箔等薄金属的包覆等应用。为此，我们采用数控设备进行加工，确保焊接精度。

一只焊头的使用寿命主要取决于材料和工艺两个方面。材料选择对声波传递效率和磨损有重要影响，优质钢材料能较好地解决强度与韧性的矛盾。工艺方面包括加工工艺和后续热处理，以确保焊头性能稳定。

焊接前，应了解金属的相熔性，以确保焊接效果。具体的金属相熔性应通过实验验证。

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。

⑷ 超声光栅的原理

频率越高声波长越短，光栅常数愈小，衍射角越大，同时由于材料共振以及其他频率响应的影响，衍射效率（衍射光的强度）会略有变化。

超声波作为一种纵波在液体中传播时，其声压使液体分子产生周期性的变化，促使液体的折射率也相应的作周期性的变化，形成疏密波。此时，如有平行单色光沿垂直于超声波传播方向通过这疏密相间的液体时，就会被衍射，这一作用，类似光栅，所以称为超声光栅。

光波在介质中传播时被超声波衍射的现象，称为超声致光衍射（也称作声光效应）。

超声波传播时，如前进波被一个平面反射，会反向传播。在一定条件下前进波与反射波叠加而形成超声频率的纵向振动驻波。由于驻波的振幅可以达到单一行波的两倍，加剧了波源和反射面之间液体的疏密变化程度。

某时刻，纵驻波的任一波节两边的质点都涌向这个节点，使该节点附近成为质点密集区，而相邻的波节处为质点稀疏处；半个周期后，这个节点附近的质点有向两边散开变为稀疏区,相临波节处变为密集区。

⑸ 超声波振子的简介

超声波振子由超声波换能器和超声波变幅杆组成超声波振动系统。超声波换能器是一种能把高频电能转化为机械能的装置，超声波变幅杆是一个无源器件，本身不产生振动，只是将超声波换能器输入的振动改变振幅后再传递出去，完成了阻抗变换。
超声波换能器在合适的电场激励下能产生有规律的振动，其振幅一般在10μm左右，这样的振幅要直接完成焊接和加工工序是不够的。因此换能器链接合理设计的超声波变幅杆，超声波的振幅可以在很大的范围内变化，只要材料强度足够，振幅可以超过100μm。
超声波变幅杆在做纵向伸缩振动时，其中间的某横截面左右两边的质点运动方向刚好相反，相当于存在一个相对静止的节面。这个节面叫做节点，这里也是振动子的最佳固定点，偏离这个节点固定就会降低振动子的工作效率，俗称漏波。

⑹ 超声波束的近场区和远场区各有什么特点

1、近场区

生源附近由于声压急剧起伏，出现多个极大值和极小值，最后一个声压极大值处与声源的距离成为近场长度，用N表示，N值以内的区域称为近场区。

当测量距离r=λ/2π≈λ/6时，感应场强度与辐射场强度相当。在距离辐射源比较近(r<λ/6)的地方，感应场强度大于辐射场强度。

2、远场区

一般当r大于3λ时，可忽略感应场的成份，认为处于远场(区)。

辐射场强度角分布基本上与距天线的距离无关的场区，在辐射远场区，将天线上各点到测量点的连线当作是平行的，所引入的误差小于一定的限度。如天线尺寸为D，则远场区距离应大于2D2/λ。

(6)超声波的节点怎么算扩展阅读：

超声波是弹性机械振动波，它与可听声相比还有一些特点：

传播的方向较强，可聚集成定向狭小的线束；在传播介质质点振动的加速度非常之大；在液体介质中当超声强度达到一定值后便会发生空化现象。

束射特性

从声源发出的声波向某一方向（其他方向甚弱）定向地传播，称之为束射。 超声波由于它的波长较短，当它通过小孔（大于波长的孔）时，会呈现出集中的一束射线向一定方向前进。

又由于超声方向性强，所以可定向采集信息。同样当超声波传播的方向上有一障碍 物的直径大于波长时，便会在障碍物后产生“声影”。这些犹如光线通过小孔和障碍物一样，所以超声波具有和光波相似的束射特性。

超声波的束射性的好坏，一般用发散角的大小来衡量（习惯上用半发射角臼表示）。以平面圆形活塞式声源为例，其大小决定超声波基本原理于声源的宜径(D)和声波的波长(λ)。

参考资料来源:网络-超声波基本原理

参考资料来源：网络-超声波

⑺ 超声波振子结构图是怎样的

超声波振动子又称超声波振子，将换能器与变幅杆连接后的整体叫做振动子。由压电陶瓷的压电效应实现电能与机械能（声波振动）的相互转换，并通过声阻抗匹配的前后辐射盖块进行放大的器件。

由于变幅杆是一个无源器件，它本身不产生振动，只是将输入的振动改变振幅后再传递出去，完成了阻抗变换。超声波换能器在电场激励下能产生有规律的振动，但是振幅一般在10μm左右，这样的振幅要直接完成焊接和加工工序是不够的。

因此换能器连接合理设计的变幅杆后，超声波的振幅可以在很大的范围内变化，只要材料强度足够，振幅可以超过100μm。变幅杆在做纵向伸缩振动时，其中间的某横截面左右两边的质点运动方向刚好相反，相当于存在一个相对静止的节面。这个节面叫做节点，这里也是振动子的最佳固定点，偏离这个节点固定就会降低振动子的工作效率，俗称漏波。

⑻ 超声波模具的节点如何计算，

半波长的整数倍。比如波长是10米，节点就在5米、10米、15米……处。

⑼ 超声波形成的驻波在节点处的声压是不是最大值为什么

节点处是最小。波腹的地方最大。也就是两个节点中间。