меняют,
например, феррит бария марки БА-2, так как благодаря его высокой магнитной
проницаемости и коэрцитивной силе, превышающей 80 кА/м,
подмагпичивание можно создать при помощи магнитов в виде тонких
пластин.
Амплитуда
колебаний и интенсивность излучения ферритовых преобразователей
ограничиваются как нелинейностью свойств, так и недостаточно высокой
механической прочностью ферритов. Величина амплитуды при резонансной
частоте 23—27 кГц и пределе прочности массивных ферритовых стержней 15—20
МПа в отсутствие нагрузки [25, 48] должна составлять 3—4 мкм, а
интенсивность колебаний 130-—140 кВт/м2. Экспериментально было
установлено, что в указанном диапазоне резонансных частот ферритовые
сердечники стержневой формы могут устойчиво работать с амплитудой Л =
3 мкм, а при Л =4 мкм наступает их разрушение. При этом максимальная
интенсивность составляет 70 кВт/м2. Последнее указывает на
то, что применение ферритовых преобразователей наиболее целесообразно в
маломощных ультразвуковых сварочных машинах, предназначенных для сварки
полимерных пленок, синтетических тканей и сеток из
моноволокна.
Пьезоэлектрические
преобразователи
В
ультразвуковых сварочных машинах применяются керамические
пьезоэлектрические преобразователи. Наибольшее распространение
получил ньезокерамическнй материал ЦТС (циркопат — ти-таиат свинца). По
сравнению с другими пьезокерамическими материалами ЦТС обладает
большим пьезомодулем (величина, аналогичная модулю
магиитострнкпиоииой активности), высокой точкой Кюри, что позволяет ему
устойчиво работать при температурах до 493—510 К с акустической мощностью
излучения 50—100 кВт/м2, а также значительной механической
прочностью [170].
Пьсзоактивпыс элементы
преобразователей выполняют в виде круглых или прямоугольных пластин. Для
этого вначале нз измельченной смеси сырьевых материалов прессуют
заготовки нужного размера и формы, которые отжигаются при температуре
1600-1800 К. Затем полученные заготовки шлифуют и подвергают
поляризации в постоянном электрическом поле. Средняя
продолжительность поляризации при напряженности электрического поля 2
МВ/м составляет около 1 ч.
Так как
наибольший пьезоэлектрический эффект наблюдается, когда частота изменения
электрического поля совпадает с собственной частотой упругих
колебаний, то геометрические размеры преобразователей рассчитываются
из условия резонанса. Для свободного па концах стержня резонансная
длина при продольных колебаниях определяется из
выражения:
где с — скорость звука;
/ — частота.