超声波焊接塑料是什么原理

㈠ 超详细超声波焊接各工艺细节

超详细超声波焊接各工艺细节

超声波焊接是一种利用高频振动波进行焊接的技术，具有无需助焊剂和外部热源、焊接结构不变形、无残余应力等优势。以下是超声波焊接的超详细工艺细节：

一、超声波焊接简介

超声波焊接是通过将高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器、换能器、变幅杆、焊头三联组、模具和机架。

二、超声波焊接原理

1. 超声波塑料焊接原理

   超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动。这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区。由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又因为塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化。加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的。焊接强度能接近于原材料强度。

   超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅、所加压力及焊接时间等三个因素。焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。

2. 超声波金属焊接原理

   超声波金属焊接是利用超声频率（超过16KHz）的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法。金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将振动能量转变为工件间的摩擦功、形变能及有限的温升。接头间的冶金结合是在母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接，因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象。

三、超声波焊接工艺

1. 熔接法

   以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生摩擦热而瞬间熔融接合。焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。

   

   六、超声波焊接的特点

   1. 优点

      金属焊接：焊接材料不熔融，不脆弱金属特性；焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零；对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接；焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料；焊接无火花，环保安全。

      塑料焊接：焊接速度快，焊接强度高、密封性好；取代传统的焊接/粘接工艺，成本低廉，清洁无污染且不会损伤工件；焊接过程稳定，所有焊接参数均可通过软件系统进行跟踪监控。

   2. 缺点

      当焊接工件的厚度及硬度提高时，焊接所需功率呈指数增大，增加了超声波焊机的制造成本。

      当前超声波焊接系统的接头形式仅限于搭接，且受工具头的限制，工件只能在焊接系统允许的尺寸范围内伸入，焊接的接头形式和尺寸范围局限性较大。

      当前对于超声波焊接的质量检测较为困难，一般的检测方法难以在生产过程中进行实时监控，无损检测的方法尚未达到普及状态。

   七、超声波焊接的应用

   超声波焊接广泛应用于各个领域，包括汽车、家电、包装、玩具业、电器工程以及其他商业用途。例如，在汽车行业中，超声波焊接可用于保险杠、前后门、灯具、刹车灯等大件和不规则工件的焊接；在家电行业中，可用于手提日光灯罩、蒸气熨门、电视机外壳等需要密封、牢固和美观的家电产品。

   综上所述，超声波焊接作为一种高效、环保的焊接方法，在各个领域都有着广泛的应用前景。通过不断的技术创新和工艺优化，超声波焊接技术将为更多行业提供更加优质的焊接解决方案。