压电陶瓷生产不良率

换能器有多种损坏：1压电陶瓷片碎裂，击穿。肉眼可以直观的看见。基本是因为换能器与清洗槽体的连接胶水松脱引起2，振子受潮，绝缘电阻下降，小于50兆欧。基本是因为使用环境潮湿或者换能器安装是的工艺处理不到引起。3，频率的偏移变化，+ -达到2KHZ以上的，都属于频率偏移，基本是因为压电陶瓷的质量引起的。4，电容量的变化，基本是因为换能器组装工艺或者罗纹固锁胶水的质量引起

 一、超声波换能器使用中的常见问题

超声波焊接有超声波金属焊接和超声波塑料焊接两大类。其中超声波塑料焊接技术已获得较为普遍的应用。它是利用换能器产生的超声振动, 通过上焊件把超声振动能量传送到焊区。由于焊区即两焊件交界处声阻大, 所以会产生局部高温使塑料熔化, 在接触压力的作用下完成焊接工作。超声塑料焊接可方便焊接其他焊接法无法焊接的部位。另外, 还节约了塑料制品昂贵的模具费, 缩短了加工时间, 提高了生产效率, 有经济、快速和可靠等特点。

常见的问题

1、超声波换能器的晶片开裂、无力、易过载、电极片打火、电极片开裂、发热严重、怪声、漏波、晶片错位等

出现这类情况大致由于以下3种原因导致的

第一、超声波发生器（超声波电源或超声波电箱）或模具（超声波焊头/焊头）及装配有问题。

解决办法：检查这些部件安装是否存在问题，如果还是找不到原因，可以联系我们在线技术人员帮你解答，排查并解决问题。

第二、换能器、增幅器有问题。

解决办法：这种情况发生的可能性比较小，但是也会发生，

第三、双方的产品都没有问题，电容量和频率不匹配。

这是最常见的情况，若输入匹配不好，则表现为换能器无力，焊不牢。会造成换能器会过载，导致晶片错位开裂，破碎，螺杆断，铝裂或烧电箱功率管等情况。不过现在超声波设备都安装了自动检测，和过载保护报警装置，能有效的防止设备损坏的可能性。

解决办法：必须配置同频率超声波发生器、换能器、焊头在一起使用。

2、换能器无力，焊不牢；重者换能器发热严重

如前所述 因为陶瓷片是绝缘体，你几乎可以理解为换能器是不通电的，它只是相当于一个电容器。要使换能器工作，实际上是通过驱动电路对它施加交流高电压，让换能器的电容充放电。压电陶瓷片在交变电场的作用下做同步伸缩变形，形成了整个换能器的纵向振动，从而带动变幅杆和模具振动。所以，若电容匹配不好，轻者是换能器无力，焊不牢；重者换能器发热严重，烧电极片、烧电源的大功率管。

解决办法：匹配好电容

3、换能器电极片（耳朵）振裂或烧掉

而且随着长时间连续工作，换能器的温度会升高，导致电容也会升高且变化量可能会超过 50% ，若不能将电容有效地匹配掉，就会造成回路中电流电压相位差很大，功率因素很低，虚功高。看看电流很大，但换能器没力，易发热，且电源的功率器件也容易发热损坏。一般换能器电极片（耳朵）振裂或烧掉很可能就是由此引起的。

解决办法：暂停使用，等到设备冷却后在开机工作，一般不是连续发震，超负荷工作的这种情况出现的比较少。

一、超声波换能器工作原理

    超声波换能器又叫超声波振子，将超声波发生器输出的电能或者磁能转换成相同频率的机械振动，超声焊接机用的换能器，目前有两种，第一种是，磁致伸缩型换能器，第二种是压电陶瓷换能器。第一种由于效率低，性价比低，还需外加直流极化磁场，因此目前超声焊接机已经很少使用。

    现在超声波焊接机设备大多采用的是第二种压电陶瓷换能器。由材料的压电效应将电信号转换为机械振动。医用超声换能器（超声探头）的工作原理大体是相同的，其内部通常都包含一个电的储能元件和一个机械振动系统。当换能器用作发射器时，从激励电源送来的电振荡信号将引起换能器中电储能元件中电场或磁场的变化，这种变化通过某种效应对换能器的机械振动系统产生一个推动力，使其进入振动状态，从而推动与换能器机械振动系统相接触的介质发生振动，向介质中辐射声波。接收声波的过程正好与此相反，外来声波作用在换能器的振动面上，从而使换能器的机械振动系统发生振动，借助某种物理效应，引起换能器储能元件中的电场或磁场发生相应的变化，从而引起换能器的电输出端产生一个相应于声信号的电压和电流。

什么是超声波换能器？

超声波换能器是超声波清洗机中的关键部件。超声波换能器是一种产生高于人类听觉范围的声音的设备，通常从 20 kHz 开始，也称为超声波振动。

超声波换能器由有源元件、背板和辐射板组成。大多数超声波清洁器使用压电晶体作为活性元件。压电晶体通过压电效应将电能转换为超声波能量，其中晶体在接收电能时会改变大小和形状。

超声波换能器的背衬是一种厚材料，可吸收从压电晶体背面辐射的能量。

什么是超声波发生器？

电子超声波发生器是电源。它将来自电源（例如壁装插座）的交流电能转换为适合以超声波频率为换能器供电的电能。换言之，超声波发生器向换能器发送高压电脉冲。

超声波发生器的工作原理是向换能器发送电能脉冲，将能量转化为清洗液中的机械（压力）波，进行振动清洗动作。

虽然 40 kHz 的超声波频率是迄今为止最常用的超声波零件清洗频率，但某些应用确实需要更低或更高的频率才能获得最佳效果。例如，较大、严重污染的物品可能使用 20 kHz 的频率，因为这会产生更大、更强的清洁气泡，但每秒的气泡更少。另一方面，一些非常小的、精致的物品可能需要更高的超声波清洗频率，最高可达 200 kHz。通常，更高的频率允许更高级别的复杂细节被清理。

高质量的超声波清洗机与低质量的“现成”超声波清洗机有何不同？

让我们看看其中的一些牺牲：

压电晶体换能器的质量差异很大。由于晶体形成的性质，换能器将电能转换为机械/声能的能力会随着时间（通常为 3-6 年）自然衰减。廉价、低质量的换能器将比用高质量晶体制成的换能器衰减得快得多。这种退化或衰减将极大地改变超声波机器的清洁质量。廉价的超声波清洗机在新的时候似乎表现良好，但通常在短短 3-6 个月内就会出现清洁质量下降的现象。

超声波发生器可能由缺乏最终用户期望的寿命的电子元件制成。结合加速的压电换能器衰减，这些低质量的超声波发生器组件会随着时间的推移导致超声波零件清洁器性能的极端变化。这种清洁变化反过来会导致更多的报废和返工零件。这不仅代表了企业的主要成本问题，而且可能导致流程无法通过医疗设备、航空航天和其他领域的验证协议和规范。

低功率超声波换能器 可以显着降低超声波清洗机的成本，但这种牺牲也会降低清洗效果。超声波清洗机中的低功率换能器也会影响均匀空化溶液的能力。

水箱厚度很重要。随着时间的推移，对罐体频繁施加超声波能量会导致罐体腐蚀，并可能腐蚀罐体底部。超声波清洗槽腐蚀的迹象包括不锈钢的灰色外观和槽底部的凹坑。低质量的超声波清洗机使用更薄的不锈钢规格，可以在几个月内显示磨损。

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