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6.1.1
Description fonctionnelle des composants
Pile ultrasonique
Convertisseur
Le convertisseur est monté dans l'automatisation du client comme partie de la pile à
ultrasons. L'énergie électrique ultrasonique de l'alimentation électrique est appliquée au
convertisseur (parfois appelé transducteur). Celui-ci transforme les oscillations électriques
haute fréquence en vibrations mécaniques à la même fréquence que les oscillations
électriques. Des éléments céramiques piézoélectriques forment le cœur du convertisseur.
Lorsqu'ils sont soumis à une tension alternative, ces éléments s'étendent et se
contractent, ce qui résulte en une conversion supérieure à 90% de l'énergie électrique en
énergie mécanique.
Booster
Il est important d'être en mesure de modifier l'amplitude de la face de sonotrode pour un
assemblage ultrasonique réussi. Le booster fournit un moyen de modifier l'amplitude. Il est
conçu pour coupler des taux différents d'énergie ultrasonique avec la sonotrode qui à son
tour augmentera ou diminuera l'amplitude sur la face de la sonotrode. Cela est effectué en
variant les taux des masses des demi-sections d'entrée et de sortie du booster.
Le booster est une section d'aluminium ou de titane oscillante à demi-onde. Il se trouve
entre le convertisseur et la sonotrode et fait partie de la pile ultrasonique. Il fournit
également un point de fixation pour le montage rigide de la pile.
Sonotrode
La sonotrode est sélectionnée ou conçue pour une application spécifique. Chaque
sonotrode est réglée comme une section demi-onde qui applique la force et les vibrations
nécessaires de manière homogène sur les pièces à souder. Elle transfère les vibrations
ultrasoniques du convertisseur vers la pièce. La sonotrode est montée sur le booster et
fait partie de la pile ultrasonique.
Selon leur profil, les sonotrodes sont étagées, coniques, exponentielles, en forme de barre
ou caténoïde. Le forme de la sonotrode détermine l'amplitude à la pointe de la sonotrode.
Selon l'application, les sonotrodes peuvent être conçues en alliages de titane, en
aluminium ou en acier. Les alliages de titane sont les matériaux les mieux adaptés à la
fabrication des sonotrodes en raison de leur excellente résistance et leur faible usure. Les
sonotrodes en aluminium sont généralement plaquées chrome ou nickel ou revêtues d'une
couche dure pour réduire l'usure. Les sonotrodes en acier sont conçues pour les faibles
amplitudes qui exigent de la dureté comme les applications d'insertion à ultrasons.
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