Ursache und Behandlung der Erwärmung des Ultraschallwandlers
Ultraschallwandler erzeugen bei Verwendung Wärme, was hauptsächlich auf drei Gründe zurückzuführen ist. Zum einen erwärmt sich das zu schweißende Werkstück oder das mit Ultraschall verarbeitete Material oder die Ultraschallform (Horn) und das Horn erwärmen sich lange und diese Wärme wird auf den Schallkopf übertragen. Der zweite ist der Leistungsverlust des Wandlers selbst. Da eine 100% ige Energieumwandlungseffizienz nicht erreicht werden kann, muss der Teil der verlorenen Energie in Wärme umgewandelt werden. Der Temperaturanstieg führt zu Änderungen der Parameter des Wandlers, die allmählich vom besten Anpassungszustand abweichen. Was schwerwiegender ist, ist, dass der Temperaturanstieg die Leistung des piezoelektrischen Keramikwafers verschlechtert. Dies wiederum führt dazu, dass der Schallkopf schlechter arbeitet und sich schneller erwärmt, was ein Teufelskreis ist. Daher müssen wir gute Kühlbedingungen für den Wandler bereitstellen, der im Allgemeinen bei Raumtemperatur luftgekühlt ist. Bei Bedarf kann auch eine Kaltluftluftkühlung verwendet werden. Unter normalen Bedingungen ist der durch diese beiden Punkte verursachte Temperaturanstieg ebenfalls normal. Unter normalen Kühlbedingungen treten keine größeren Probleme auf.
In der Praxis haben wir festgestellt, dass es einen dritten Grund gibt, nämlich dass der Kunde den Schallkopf und das Ultraschallnetzteil während des Gebrauchs nicht an die besten Betriebsbedingungen angepasst hat. Die dadurch verursachte Wärme ist sehr groß und unkontrollierbar. Schwerwiegende Konsequenzen haben. Gleichzeitig ist die Temperatur hoch, die mechanische Festigkeit des Aluminiummaterials fällt stark ab und unter der Einwirkung hoher Leistung sind Risse unvermeidlich.
