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超声加工常用名词术语解析

返回列表 来源: 发布日期: 2025.03.03

超声技术凭借其高效、非接触、高精度的特性,已成为现代制造业中不可或缺的加工手段。为帮助客户快速理解超声波技术的核心原理与应用场景,本文系统梳理了超声加工领域的关键术语,涵盖基础概念、声学效应、设备组件及典型应用。  

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一、基础概念  

1. 超声(Ultrasound  

频率高于20kHz的声波,超出人耳听觉范围。其高频特性使能量高度集中,广泛应用于工业加工、医疗诊断等领域。  

2. 连续波(Continuous Wave  

持续存在的超声波,振幅恒定(等幅型)或周期性变化(调制型),适用于长时间稳定输出的场景,如超声焊接。  

3. 脉冲波(Impulsive Wave  

短促、间歇性发射的超声波,能量集中且热效应低,常用于精密加工或避免材料过热。  


二、声波类型与传播特性  

4. 纵波(Longitudinal Wave  

介质质点振动方向与波传播方向平行,通过周期性压缩与膨胀传递能量,是金属焊接中的主要波型。  

5. 横波(Transverse Wave

质点振动方向垂直于波传播方向,仅存在于固体或高黏性液体中,常用于材料内部缺陷检测。  

6. 表面波(Surface Acoustic Wave  

能量集中于介质表面的波型(如瑞利波),适用于表面处理、传感器及电子器件制造。  

7. 板波(Plate Wave )  

在板材中传播的波型(如兰姆波),用于薄板材料的无损检测与质量评估。  


三、声学现象与效应  

8. 反射与折射(Reflection & Refraction )  

反射:声波在介质界面返回,入射角等于反射角,用于缺陷定位。  

折射:声波因介质声速差异改变传播方向,需在异质材料加工时重点控制。  

9. 干涉与衍射(Interference & Diffraction )  

干涉:同频声波叠加导致能量分布变化,可优化加工均匀性。  

衍射:声波遇障碍物时波阵面畸变,影响聚焦精度,需通过设计减少干扰。  

10. 空化效应(Cavitation )  

液体中微小气泡在声压作用下振荡、崩溃,产生局部高压与微射流,是超声清洗、乳化的核心机理。  

11. 吸收效应(Absorption )  

声能在传播中转化为热能,材料吸收系数直接影响加工效率与热管理设计。  


四、核心设备与换能器  

12. 超声发生器(Ultrasonic Generator  

产生高频电信号的设备,频率稳定性与功率调节能力决定加工效果。  

13. 超声换能器(Ultrasonic Transducer )  

电能与超声能的转换核心,主流类型包括:  

压电换能器:基于压电效应(如石英、PZT陶瓷),响应快、精度高,适用精密加工。  

磁致伸缩换能器:利用铁磁材料(镍、铁氧体)的磁场形变效应,适合大功率场景。  

夹心换能器(Sandwich Transducer):压电晶片与匹配块组合,降低频率并提升能量输出稳定性。  

14. 超声变幅杆(Amplitude Transformer Horn  

变截面金属杆,通过几何设计放大振动振幅,将能量聚焦于加工区域,常见类型包括阶梯形、指数形等。  


五、典型超声加工技术  

15. 超声焊接(Ultrasonic Welding )  

利用高频振动摩擦生热,实现金属或塑料件的快速连接,无需焊料,广泛应用于电子、汽车行业。  

16. 超声清洗(Ultrasonic Cleaning )  

空化效应剥离工件表面污垢,可深入微孔、缝隙,适用于精密零件、医疗器械的清洁。  

17. 超声电镀(Ultrasonic Electro Deposition  

超声振动改善镀层均匀性与结合力,提升电镀效率,用于高端电子元件与航空航天部件。  

18. 超声处理(Ultrasonic Processing  

涵盖乳化、粉碎、雾化、除气等多种工艺,通过声流与空化效应优化材料性能,如纳米材料制备、食品加工等。  


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