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超声波焊接时不同介质对超声波能量的影响(三)

来源: | 发布日期:2022-08-12

文章内容接上篇,继续来讲讲超声波能量在固体介质中传播的声吸收。

一、固体介质中的声吸收

固体实际结构
在固体介质中,声吸收在很大程度上取决于固体的实际结构。在均匀的介质中,声的吸收基本上是由内摩擦和热传导所决定,影响偏小。

然而,当超声波在多晶体固体介质中传播时,由于这些多晶体是由许多分开的小晶体组成的,所以声吸收主要由晶体的大小和声波波长的关系决定。

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二、高频&低频

高频。当声波波长小于晶粒的大小时,在每个晶粒中声都会受到吸收,吸收系数与频率的平方成正比。
假如波长与晶粒大小是同数量级的,则声在各个晶体之间便出现散射,并且声吸收主要由漫散射决定。
当声波波长大于晶粒的大小时,声波一方面被比波长小的质点散射,同时吸收由热传导引起的比例大为增加。
低频。能量的瑞利散射的声波在声的吸收方面有很大的影响,声吸收与频率的4次方成正比。

超声波焊接在一些固体材料中,假如声强度足够高,则由于声吸收可使材料的温度得到很大升高,这种热效应在超声波焊接等方面有实际意义。声峰超声波焊接工艺正是利用这种热效应,实现对热塑性塑料高精度、高强度的超声波焊接。

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