В
ультразвуковых сварочных машинах используются в основном стандартные
преобразователи типа ПМС. В случае индивидуального изготовления
магнитострикционного преобразователя следует производить его
геометрический и электрический расчет. Данные для таких расчетов
можно найти в специальной литературе [11, 31, 166].
Ферритовые магнитострикционные
преобразователи
Ферритами
называют материалы, получаемые смешением в определенной пропорции
порошкообразных окислов железа и других металлов (Г\П, Со, Мп, Д^, Си), прессованием
этой смеси и последующим обжигом при высоких
температурах.
По
химическому составу ферриты для акустических преобразователей,
разработанные в нашей стране [48,
167—169] и за рубежом [164], близки друг к другу и могут быть
выражены следующей формулой:
Все они
построены па базе феррита никеля, имеющего достаточно большую величину
магнитострикционной деформации — (25-т-ЗО) X ХЮ-6. Добавки
феррита кобальта в пределах я = 0,01-т-0,03 способствуют компенсации
магиитокристаллической анизотропии. Добавки феррита меди в количестве
# = 0,1-т-0,2, не
ухудшая магнитострикционных свойств, позволяют снизить температуру
отжига на 100—200 К.
По
статическим и динамическим характеристикам магнито-стрикции ферриты не
уступают металлическим материалам, а в ряде случаев превосходят их [48, 167—169]. Необходимо отметить, что
данные, приведенные в работах [48,
167—169], соответствуют малым амплитудам индукции при оптимальном
подмагничивании и комнатной температуре (293 К). Поэтому, анализируя
работу ферритовых преобразователей в ультразвуковых сварочных
машинах, необходимо учитывать нелинейность зависимости магнитной
проницаемости, механических и магнитных потерь, упругих и
магнитострикционных характеристик от амплитуд механических
напряжений и индукции при больших значениях последних. Эта
нелинейность приводит к снижению к. п. д. и чувствительности
излучателя с ростом мощности и является одним из факторов,
ограничивающих интенсивность излучения ферритовых
преобразователей.
Электрическое
сопротивление ферритов в 108—1010 раз больше, чем
металлов, поэтому потери на вихревые токи в них практически отсутствуют.
Это является несомненным преимуществом ферритовых преобразователей
перед металлическими и позволяет в отдельных случаях сварки
полимерных материалов не применять принудительное охлаждение
преобразователя. Однако в режиме интенсивных колебаний происходит
нагрев преобразователя за счет его собственных потерь, при этом
температура сердечника может до-