超声波焊头模具频率随着温度上升而降低原因分析

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用过超声波焊接机的人可能在超声波焊接设备使用过程中都会遇到一个问题，就是超声波上模长时间使用，温度会变得越来越高，频率也会慢慢下降，到达某个温度阈值的时候，频率超出了使用范围，后导致超声波模具损坏开裂。

可能有很多同行或者对超声波比较了解的人都只是知道超声波模具使用过程中模具会因为振动摩擦产生热量然后导致的频率下降，但是为什么温度上升会影响频率这个问题，应该还有很多人并不了解他的原理，下面我们从超声波模具的性质开始分析这一问题。

首先我们需要先了解超声波模具的性质，超声波模具不同于注塑模具或其他金属模具，注塑模具对胶件主要的功能就是仿形，让塑胶能够成型，而超声波模具的不同在于，超声波模具是一种声学装置，主要的功能就是用来传递能量。

超声波的能量传递按顺序可以分为以下步奏：

1、220V50HZ的市电输入到超声波发生器。

2、超声波发生器把220V50HZ的市电转换为15KHZ、20KHZ、35KHZ频率的电能。

3、通过高压线路把高频率电能输入换能器，换能器把高频率电能转换为同等频率的机械能。

4、机械能经过调幅器（变幅杆）及上模的传递，后到达胶件的熔接面。

这里我们能看到，上模获得的是机械能，通俗的理解就是振动，更佳的振动频率是由材料及焊头高度（波长）及形状决定的，热量大部分是焊头高频振动与空气摩擦产生的。

焊头发热导致频率下降的其中一个原因便是热胀冷缩，热胀冷缩导致焊头分子间距离变大，相应的振动需要的距离变远（振幅变大），频率就会相应的降低。

当初的热胀冷缩在焊头温度急剧上升的时候，焊头频率也应该是急剧下降的，但是现实中，焊头的频率却是缓慢下降，其中还有一个原因就是温度会影响分子运动的频率，也就是温度越高，分子运行频率越快，两者作用相互抵消，极大消耗了焊头自身分子寿命，所以焊头脆弱的区域在高温使用的情况下很容易就产生了裂缝，导致报废。

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