我們知道正確的波的物理定義是：振動(dòng)在物體中的傳遞形成波。這樣波的形成必須有兩個(gè)條件：一是振動(dòng)源，二是傳播介質(zhì)。波的分類(lèi)一般有如下幾種：一是根據振動(dòng)方向和傳播方向來(lái)分類(lèi)。當振動(dòng)方向與傳播方向垂直時(shí)，稱(chēng)為橫波。當振動(dòng)方向與傳播方向一致時(shí)，稱(chēng)為縱波。二是根據頻率分類(lèi)，我們知道人耳敏感的聽(tīng)覺(jué)范圍是20HZ-20000HZ，所以在這個(gè)范圍之內的波叫做聲波。低于這個(gè)范圍的波叫做次聲波，超過(guò)這個(gè)范圍的波叫超聲波。 波在物體里傳播，主要有以下的參數：一是速度V，二是頻率F，三是波長(cháng)λ。三者之間的關(guān)系如下：V=F.λ。波在同一種物質(zhì)中傳播的速度是一定的，所以頻率不同，波長(cháng)也就不同。另外，還需要考慮的一點(diǎn)就是波在物體里傳播始終都存在著(zhù)衰減，傳播的距離越遠，能量衰減也就越厲害，這在超聲波加工中也屬于考慮范圍。 1、超聲波在塑料加工中的應用原理： 塑料加工中所用的超聲波，現有的幾種工作頻率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用縱波的波峰位傳遞振幅到塑料件的縫隙，在加壓的情況下，使兩個(gè)塑料件或其它件與塑料件接觸部位的分子相互撞擊產(chǎn)生融化，使接觸位塑料熔合，達到加工目的。 2、超聲波焊機的組成部分和原理 超聲波焊接機主要由如下幾個(gè)部分組成：發(fā)生器、氣動(dòng)部分、程序控制部分，換能器部分。 發(fā)生器主要作用是將工頻50HZ的電源利用電子線(xiàn)路轉化成高頻（例如20KHZ）的高壓電波。 氣動(dòng)部分主要作用是在加工過(guò)程中完成加壓、保壓等壓力工作需要。 程序控制部分控制整部機器的工作流程，做到一致的加工效果。 換能器部分是將發(fā)生器產(chǎn)生的高壓電波轉換成機械振動(dòng)，經(jīng)過(guò)傳遞、放大、達到加工表面。 現在國內應用較多的發(fā)生器一般有兩種：一種是以美國B(niǎo)RANSON公司為代表，所采用的橋式功放電路，保護電路采用相位保護，工作頻率一般為20KHZ。其優(yōu)點(diǎn)是電轉換效率高，缺點(diǎn)是頻率調節電感調節范圍窄，頻率跟蹤性能較差。另一個(gè)缺點(diǎn)是功率不可能做得很大，最大也就是3KW左右；另一種是臺灣型機器，普遍采用B類(lèi)功放、過(guò)流保護、橋式反饋。優(yōu)點(diǎn)是功率可以做得較大（如4.2KW），頻率跟蹤性能好，大功率情況下一般采用15KHZ的工作頻率。缺點(diǎn)是電轉化效率較低，15KHZ的工作頻率是人耳所能聽(tīng)到的，反映出噪聲較大；另外還有瑞士、德國、日本的采用頻率自動(dòng)跟蹤技術(shù)的機器。因其價(jià)格較高，國內并不常見(jiàn)。 換能器部分由三部分組成：換能器（TRANSDUCER）；增幅器（又稱(chēng)二級桿、變幅桿，BOOSTER）；焊頭（又稱(chēng)焊模，HORN或SONTRODE）。 ①換能器(TRANSDUCER)：換能器的作用是將電信號轉換成機械振動(dòng)信號。將電信號轉換成機械振動(dòng)信號有兩種物理效應可以應用。 A：磁致伸縮效應。 B：壓電效應的反效應。磁致伸縮效應在早期的超聲波應用中較常使用，其優(yōu)點(diǎn)是可做的功率容量大；缺點(diǎn)是轉化效率低，制作難度大，難于大批量工業(yè)生產(chǎn)。自從朗之萬(wàn)壓電陶瓷換能器的發(fā)明，使壓電效應反效應的應用得以廣泛采納。壓電陶瓷換能器具有轉換效率高，大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是制作的功率容量偏小。現有的超聲波機器一般都采用壓電陶瓷換能器。壓電陶瓷換能器是用兩個(gè)金屬的前后負載塊將壓電陶瓷夾在中間，通過(guò)螺桿緊密連接而制成的。通常的換能器輸出的振幅為10μm左右。 ②變幅桿（BOOSTER）：變幅桿本身就是一條金屬柱，通過(guò)形狀的設計，可以將換能器傳遞過(guò)來(lái)的振幅進(jìn)行放大，達到加工塑料件所需能量振幅，相當于加熱的溫度，如我們常用的ABS、AS塑料所需的加工振幅為20μm左右；尼龍、聚丙稀所需的加工振幅為50μm左右。 ③焊頭（HORN）：焊頭的作用是對于特定的塑料件制作，符合塑料件的形狀、加工范圍等要求。 換能器、變幅桿、焊頭均設計為所工作的超聲頻率的半波長(cháng)，所以它們的尺寸和形狀均要經(jīng)過(guò)特別的設計；任何的改動(dòng)均可能引致頻率、加工效果的改變，它們需專(zhuān)業(yè)制作。耐用根據所采用的材料不同，尺寸也會(huì )有所不同。適合做超聲波換能器、變幅桿和焊頭的材料有：鈦合金、鋁合金、合金鋼等。由于超聲波是不停地以20KHZ左右高頻振動(dòng)的，所以材料的要求非常高，并不是普通的材料所能承受的。
