Кваліфікований ультразвуковий зварювальний апарат складається з чотирьох основних компонентів: ультразвукового генератора, перетворювача, бустера та зварювального рупора. Ці чотири компоненти повинні бути точно узгоджені за частотою. Будь-яка невідповідність може призвести до низької якості зварювання, перегріву обладнання, сигналів тривоги про розстроювання частоти або навіть пошкодження обладнання.
Ультразвуковий генератор, широко відомий як електричний блок керування, є центром керування сигналами всієї системи. Сучасні промислові ультразвукові зварювальні апарати зазвичай використовують цифрові автоматичні генератори відстеження частоти, які можуть відстежувати зміни навантаження в реальному часі, автоматично компенсувати коливання частоти та підтримувати стабільну напругу та амплітуду. Зазвичай вони забезпечують три основні режими керування зварюванням: режим часу, режим енергії та режим переміщення. Генератор перетворює мережеву електроенергію частотою 50 Гц на високо{4}}ультразвукову електричну енергію, а також забезпечує захист від перевантаження, аномальної частоти та температурний захист. Він діє як центр керування, який допомагає підтримувати стабільну продуктивність зварювання.
Перетворювач є основним компонентом перетворення енергії. Він складається з кількох шарів п’єзоелектричних керамічних елементів, складених разом. Завдяки п’єзоелектричному ефекту він перетворює електричну енергію в механічну вібрацію, а механічну вібрацію назад в електричну енергію. Це один з найбільш точних і чутливих компонентів усієї системи ультразвукового зварювання. Датчик має точно відповідати вказаній робочій частоті. 15 Датчики кГц, 20 кГц, 30 кГц і 40 кГц не є взаємозамінними. Удар, недостатнє охолодження, високі температури та робота без належного навантаження можуть призвести до розтріскування та виходу з ладу керамічних елементів.
Бустер не створює вібрації. Його основна функція - передача і регулювання амплітуди вібрації. Залежно від вимог до зварювання підсилювачі можна класифікувати як підсилювачі-з підвищенням амплітуди, стандартні підсилювачі та підсилювачі-зменшення амплітуди. Складно{5}}зварювані-матеріали, армовані скло-волокном-матеріали та товсті-стінні частини зазвичай вимагають вищої амплітуди, і для цього можна використовувати-підсилювач амплітуди. Прецизійні тонко{12}}деталі та вироби з чутливими внутрішніми компонентами можуть вимагати меншої амплітуди й використовувати підсилювач-зменшення амплітуди. Бустери зазвичай виготовляються з легованої сталі та потребують високої жорсткості, низьких втрат енергії та стабільних резонансних характеристик.
Зварювальний рупор - це робочий кінець, який безпосередньо контактує з виробом. Зазвичай він виготовляється з алюмінієвого сплаву, титанового сплаву або інструментальної сталі. Алюмінієвий сплав підходить для виготовлення прототипів і звичайних дрібних деталей. Титановий сплав підходить для тривалого-масового виробництва та забезпечує високу втомну міцність. Інструментальна сталь підходить для -вмісту-скловолокна-і високої-твердості пластмас. Зварювальний рупор повинен бути розроблений за допомогою моделювання резонансу. Для-нестандартних продуктів потрібні індивідуальні гудки. Використання рупору-загального призначення може легко спричинити нерівномірну вібрацію, часткові слабкі зварні шви та деформацію продукту, розчавлення чи розтріскування.
Відповідність резонансу між чотирма основними компонентами є ключем до стабільної продуктивності ультразвукового зварювання, а також є одним із аспектів, яким найчастіше не звертають уваги під час -введення в експлуатацію обладнання на місці.
