超聲波焊接塑料是什麼原理

㈠ 超詳細超聲波焊接各工藝細節

超詳細超聲波焊接各工藝細節

超聲波焊接是一種利用高頻振動波進行焊接的技術，具有無需助焊劑和外部熱源、焊接結構不變形、無殘余應力等優勢。以下是超聲波焊接的超詳細工藝細節：

一、超聲波焊接簡介

超聲波焊接是通過將高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。超聲波焊接系統的主要組件包括超聲波發生器、換能器、變幅桿、焊頭三聯組、模具和機架。

二、超聲波焊接原理

1. 超聲波塑料焊接原理

   超聲波作用於熱塑性的塑料接觸面時，會產生每秒幾萬次的高頻振動。這種達到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區。由於焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。又因為塑料導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化。加上一定壓力後，使其融合成一體。當超聲波停止作用後，讓壓力持續幾秒鍾，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的。焊接強度能接近於原材料強度。

   超聲波塑料焊接的好壞取決於換能器焊頭的振幅、所加壓力及焊接時間等三個因素。焊接時間和焊頭壓力是可以調節的，振幅由換能器和變幅桿決定。

2. 超聲波金屬焊接原理

   超聲波金屬焊接是利用超聲頻率（超過16KHz）的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法。金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力之下，將振動能量轉變為工件間的摩擦功、形變能及有限的溫升。接頭間的冶金結合是在母材不發生熔化的情況下實現的一種固態焊接，因此它有效地克服了電阻焊接時所產生的飛濺和氧化等現象。

三、超聲波焊接工藝

1. 熔接法

   以超音波超高頻率振動的焊頭在適度壓力下，使二塊塑膠的接合面產生摩擦熱而瞬間熔融接合。焊接強度可與本體媲美，採用合適的工件和合理的介面設計，可達到水密及氣密，並免除採用輔助品所帶來的不便，實現高效清潔的熔接。

   

   六、超聲波焊接的特點

   1. 優點

      金屬焊接：焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性；焊接後導電性好，電阻系數極低或近乎零；對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接；焊接時間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料；焊接無火花，環保安全。

      塑料焊接：焊接速度快，焊接強度高、密封性好；取代傳統的焊接/粘接工藝，成本低廉，清潔無污染且不會損傷工件；焊接過程穩定，所有焊接參數均可通過軟體系統進行跟蹤監控。

   2. 缺點

      當焊接工件的厚度及硬度提高時，焊接所需功率呈指數增大，增加了超聲波焊機的製造成本。

      當前超聲波焊接系統的接頭形式僅限於搭接，且受工具頭的限制，工件只能在焊接系統允許的尺寸范圍內伸入，焊接的接頭形式和尺寸范圍局限性較大。

      當前對於超聲波焊接的質量檢測較為困難，一般的檢測方法難以在生產過程中進行實時監控，無損檢測的方法尚未達到普及狀態。

   七、超聲波焊接的應用

   超聲波焊接廣泛應用於各個領域，包括汽車、家電、包裝、玩具業、電器工程以及其他商業用途。例如，在汽車行業中，超聲波焊接可用於保險杠、前後門、燈具、剎車燈等大件和不規則工件的焊接；在家電行業中，可用於手提日光燈罩、蒸氣熨門、電視機外殼等需要密封、牢固和美觀的家電產品。

   綜上所述，超聲波焊接作為一種高效、環保的焊接方法，在各個領域都有著廣泛的應用前景。通過不斷的技術創新和工藝優化，超聲波焊接技術將為更多行業提供更加優質的焊接解決方案。