超聲波焊接的工作原理

超聲波焊接的基本過程可以通過以下步驟來描述：

　　1.待焊接的部件放置在鐵砧或夾具中。

　　2.喇叭接觸待焊接的部件。

　　3.施加壓力以使喇叭與焊接材料接觸并將它們保持在一起。

　　4.喇叭提供超聲波振動來加熱材料。振動上下或左右移動不到一毫米。

　　5.材料焊接在一起。

　　6.喇叭縮回，焊接材料可從鐵砧上取下。

　　焊接時間，施加的壓力和溫度由焊接設備內(nèi)的計算機或微處理器控制。在焊接過程中實際發(fā)生的事情取決于材料的性質(zhì)。在金屬中，超聲波振動平行于材料平面?zhèn)鬟f。摩擦熱使金屬表面的溫度升高到熔化溫度的約三分之一，但不會熔化金屬。相反，熱量從表面去除金屬氧化物和薄膜。這允許金屬原子在兩個表面之間移動并形成將金屬保持在一起的鍵。

　　在塑料的情況下，振動垂直于材料的平面，并且摩擦熱使溫度升高到足以熔化塑料。塑料分子混合在一起形成鍵。冷卻后，塑料表面焊接在一起。焊接時間可以變化，但焊接可以在短至0.25秒內(nèi)形成。

　　超聲波焊接中變化的因素是聲波的頻率（通常為20,30或40 kHz），用于將材料保持在一起的壓力，以及超聲波應用的時間（分數(shù)秒到超過一秒）。

　　超聲波焊接與傳統(tǒng)方法相比具有許多優(yōu)點。例如，相對于其他方法，焊接在低溫下發(fā)生。因此，制造商不需要消耗大量的燃料或其他能量來達到高溫。這使得該過程更便宜。它也更快更安全。

　　該過程在幾秒到幾秒內(nèi)發(fā)生。因此，它可以比其他方法更快地完成。事實上，它可以比膠水更好，更快地粘合塑料。例如，汽車中的新智能鑰匙中有一個轉發(fā)器芯片。汽車只能在感應到芯片時啟動。為了制作鑰匙，金屬鑰匙坯的一端和芯片放入塑料頂部的一半。另一半放在它們上面并粘合到基部的一半。這種粘合通常用膠水完成，這需要時間來固化。在不到一秒的時間內(nèi)，可以使用超聲波焊接完成相同的任務。

　　后，超聲波焊接與相同材料的傳統(tǒng)焊接一樣堅固耐用 - 這只是該方法用于汽車制造的原因之一。為了使汽車更輕，更省油，汽車制造商正在將鋁作為汽車車身的主要金屬。與傳統(tǒng)焊接相比，超聲波焊接可用于在更短的時間內(nèi)和更低的溫度下粘合金屬。

臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動摩擦焊接機，熱鉚焊接機，熱板焊接機，多頭非標型超聲波塑料焊接機，以及非標準設備、自動化設備、治具等研發(fā)、設計、制造及銷售為一體的技術服務性實體公司。
材料對熱塑性塑料焊接響應的影響

　　密度

　　這表明與基本類型相比，是否存在大量添加劑，例如玻璃纖維（GF），玻璃球（GG），石棉，滑石等，它們會影響焊接響應。在大多數(shù)情況下，這些添加劑會增加密度。

　　根據(jù)溫度剪切模量G'和機械損耗因子Tanδ

　　從高G'或E剪切模量可以預期有利的焊接性能，該剪切模量在玻璃化轉變溫度下是恒定的。在同一時間的機械損耗因數(shù)tanδ（衰減）應該低到玻璃化轉變溫度和盡可能恒定。硬質(zhì)無定形塑料在室溫下具有這些有利的性質(zhì)。聲波被傳送到連接表面而沒有太多損失并轉換成熱量。大多數(shù)增強材料增加了剛度，因此剪切模量也提高了。

　　在未填充的熱塑性塑料的情況下，剪切模量也受到水分含量，結晶度和晶體取向以及自含應力的影響。在增強熱塑性塑料的情況下，這些影響也是有效的。

　　直至玻璃化轉變溫度（Tg）或直至熔化區(qū)（Tm）的剪切模量曲線顯著下降意味著機械損耗因子的增加并且在通向連接表面的途中導致聲波明顯衰減。通常，在半結晶塑料的情況下，能量損失大于硬質(zhì)無定形塑料的情況。與由無定形塑料制成的那些相比，在半結晶塑料的情況下，相同形狀的模制件通常需要更高的發(fā)電機功率輸出或更長的焊接周期和更高的振幅。通常，希望具有較短的焊接周期。

　　熔化熱量或熱量和特定熱量Cp

　　該值越高，特別是在玻璃化轉變溫度或熔化范圍內(nèi)，在連接區(qū)域中塑化材料所需的能量越大。這意味著更長的焊接周期或必要時更強大的超聲波焊接裝置，后者是優(yōu)選的。

　　熔化范圍或熱塑性范圍

　　必須通過選擇合適的焊接參數(shù)來保證連接區(qū)域的加熱超過熔化范圍。

　　聲速

　　合成材料中的聲速是溫度控制的，并且在模制件用作聲導體時是重要的，例如在遠場焊接中。

　　熔體粘度

　　塑料熔體的粘度（例如，由MFI，熔體流動指數(shù)表示）影響焊接響應。

　　以低MFI為特征的高分子粘性塑料通常需要更多的能量來熔化。這意味著更長的焊接周期或者超聲波焊接設備的更高功率輸出是必要的。

　　具有低熔體粘度的塑料，其特征在于高MFI，熔化更快。在這種情況下，熔融材料會突然離開連接區(qū)域。為避免這種情況，焊接壓力，焊接周期，振幅，觸發(fā)和連接區(qū)域的設計應特別小心。

　　大多數(shù)增強和填充材料增加了熔體粘度，即熔融材料更粘稠。少量的一些填料，例如云母和滑石，降低了熔體粘度，熔融材料更易移動并且流動更快。

　　增強材料，填充材料和其他添加劑

　　增強材料：

　　玻璃纖維，玻璃球，碳纖維，滑石，石棉等。

　　填充材料：

　　木粉，白堊和其他礦物和有機填充材料。

　　其他添加劑

　　穩(wěn)定劑，潤滑劑，染料，軟化劑，阻燃添加劑，抗靜電涂料等

　　。這些添加劑的性質(zhì)和數(shù)量會影響焊接響應和焊接效果。應相應調(diào)整模制件的結構和焊接條件。

臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動摩擦焊接機，熱鉚焊接機，熱板焊接機，多頭非標型超聲波塑料焊接機，以及非標準設備、自動化設備、治具等研發(fā)、設計、制造及銷售為一體的技術服務性實體公司。
塑料產(chǎn)品材質(zhì)配合不當

塑料產(chǎn)品材質(zhì)配合不當

解決方案：

每一種塑料材質(zhì)的熔點，各有不同，例如ABS塑料材質(zhì)的熔點約115℃，耐隆約175℃、PC在145℃以上、

PE約85℃為例：ABS與PE二種材質(zhì)的熔點差距太大，超聲波焊接勢必困難。而ABS與PC二種材質(zhì)，亦有差距，但已非前項差距如此之大，是以尚可熔

接，但在超聲波功率相同，能量擴大相同的情況下，相異的塑料材質(zhì)，無法比相同材質(zhì)的熔接效果好。

臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動摩擦焊接機，熱鉚焊接機，熱板焊接機，多頭非標型超聲波塑料焊接機，以及非標準設備、自動化設備、治具等研發(fā)、設計、制造及銷售為一體的技術服務性實體公司。

?超聲波焊接后，發(fā)現(xiàn)變形扭曲

超聲波焊接后，發(fā)現(xiàn)變形扭曲

解決方案：

1、降低壓力（壓力在2kg以下）。

2、減少超聲波焊接時間（降低強度標準）。

3、增加硬化時間（至少0.8秒以上）。

4、分析超聲波上下模是否可局部調(diào)整（非必要時）。

5、分析產(chǎn)品變形主因，予以改善。

臺州市錦亞機械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動摩擦焊接機，熱鉚焊接機，熱板焊接機，多頭非標型超聲波塑料焊接機，以及非標準設備、自動化設備、治具等研發(fā)、設計、制造及銷售為一體的技術服務性實體公司。