超聲波塑焊的問題說明
 
一、超聲波焊接原理
超聲波焊接是利用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。
二、簡介
超聲波焊接是通過超聲波發(fā)生器將50/60赫茲電流轉(zhuǎn)換成15、20、30或40 KHz 電能。被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機械運動，隨后機械運動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部，在該區(qū)域，振動能量被通過摩擦方式轉(zhuǎn)換成熱能，將塑料熔化。超聲波不僅可以被用來焊接硬熱塑性塑料，還可以加工織物和薄膜。一套超聲波焊接系統(tǒng)的主要組件包括超聲波發(fā)生器，換能器變幅桿/焊頭三聯(lián)組，模具和機架 。線性振動摩擦焊接利用在兩個待焊工件接觸面所產(chǎn)生的摩擦熱能來使塑料熔化。熱能來自一定壓力下，一個工件在另一個表面以一定的位移或振幅往復(fù)的移動。一旦達到預(yù)期的焊接程度，振動就會停止，同時仍舊會有一定的壓力施加于兩個工件上，使剛剛焊接好的部分冷卻、固化，從而形成緊密地結(jié)合。軌道式振動摩擦焊接是一種利用摩擦熱能焊接的方法。在進行軌道式振動摩擦焊接時，上部的工件以固定的速度進行軌道運動——向各個方向的圓周運動。運動可以產(chǎn)生熱能，使兩個塑料件的焊接部分達到熔點。一旦塑料開始熔化，運動就停止，兩個工件的焊接部分將凝固并牢牢的連接在一起。小的夾持力會導(dǎo)致工件產(chǎn)生最小程度的變形，直徑在10英寸以內(nèi)的工件可以用應(yīng)用軌道式振動摩擦進行焊接。
三、焊接原理
超聲波焊接原理：超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會產(chǎn)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(qū)，由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時還不能及時散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)幾秒鐘，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，焊接強度能接近于原材料強度。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，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(diào)節(jié)的，振幅由換能器和變幅 。桿決定。這三個量相互作用有個適宜值，能量超過適宜值時，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能太大。這個最佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積
四、焊接種類
1、超聲波焊接
熱塑性塑料在超聲波振動作用下，由于表面分子間摩擦生熱而使兩塊塑料熔接在一起的焊接方法。
熱塑性塑料焊接注意事項：
A.舌榫的設(shè)計保證在焊接周期中對位方便。
B.焊線設(shè)計纖細，但必須有足夠的可熔化材料令焊接面熔合。具體設(shè)計方式要視乎應(yīng)用在焊接何種工件設(shè)備中。焊接壓力、震幅等參數(shù)可調(diào)，保證焊頭能接觸到焊接面并施壓，下工件為接受壓力部份，置于底模中不動。焊頭因產(chǎn)生超聲波高頻，令上工件生熱震動，因而能與下工件熔合，焊頭停止震動后，壓力保持,令熔解位置冷卻成型。整個焊接時間大多為少于一秒。
五、熔焊方法
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(chǎn)生摩擦熱而瞬間熔融接合，焊接強度可與本體媲美，采用合適的工件和合理的接口設(shè)計，可達到水密及氣密，并免除采用輔助品所帶來的不便，實現(xiàn)高效清潔的熔接。
　　2、鉚焊法：將超音波超高頻率振動的焊頭，壓著塑膠品突出的梢頭，使其瞬間發(fā)熱融成為鉚釘形狀，使不同材質(zhì)的材料機械鉚合在一起。
　　3、埋植：借著焊頭之傳道及適當(dāng)之壓力，瞬間將金屬零件（如螺母、螺桿等）擠入預(yù)留入塑膠孔內(nèi)，固定在一定深度，完成后無論拉力、扭力均可媲美傳統(tǒng)模具內(nèi)成型之強度，可免除射出模受損及射出緩慢之缺點。
　　4、成型：本方法與鉚焊法類似，將凹狀的焊頭壓著于塑膠品外圈，焊頭發(fā)出超音波超高頻振動后將塑膠溶融成形而包覆于金屬物件使其固定，且外觀光滑美觀、此方法多使用在電子類、喇叭之固定成形，及化妝品類之鏡片固定等。
5、點焊： A、將二片塑膠分點熔接無需預(yù)先設(shè)計焊線，達到熔接目的。 B、對比較大型工件，不易設(shè)計焊線的工件進行分點焊接，而達到熔接效果，可同時點焊多點。
6、切割封口：運用超音波瞬間發(fā)振工作原理，對化纖織物進行切割，其優(yōu)點切口光潔不開裂、不拉絲。
六、焊接優(yōu)點
1、超聲波塑料焊接優(yōu)點：焊接速度快，焊接強度高、密封性好；
2、取代傳統(tǒng)的焊接/粘接工藝，成本低廉，清潔無污染且不會損傷工件；
3、焊接過程穩(wěn)定，所有焊接參數(shù)均可通過軟件系統(tǒng)進行跟蹤監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)故障很容易進行排除和維護。
七、缺點
(1)當(dāng)焊接工件的厚度及硬度提高時，焊接所需功率呈指數(shù)增大，因而增加了超聲波焊機的制造成本。當(dāng)所需功率過大時，聲學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計制造和工藝效果都會產(chǎn)生一系列較難解決的問題。
(2)當(dāng)前超聲波焊接系統(tǒng)的接頭形式僅限于搭接，且受工具頭的限制，工件只能在焊接系統(tǒng)允許的尺寸范圍內(nèi)伸入，焊接的接頭形式和尺寸范圍局限性較大。
(3)當(dāng)前對于超聲波焊接的質(zhì)量檢測較為困難，一般的檢測方法難以在生產(chǎn)過程中進行實時監(jiān)控，無損檢測的方法尚未達到普及狀態(tài)。
八、應(yīng)用前景
針對所有的應(yīng)用市場，超聲波焊接其特有的優(yōu)點--快捷、高效、清潔和牢固，贏得了各行各業(yè)的認(rèn)可。
1、 汽車：（交通業(yè)） 超聲波可通過計算機程序控制來實施對大件和不規(guī)則工件的焊接如：保險杠、前后門、燈具、剎車燈等。隨著高等級道路的發(fā)展，反光片也越來越多的采用超聲波焊接。
2、 家電： 通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整可用于：手提日光燈罩，蒸氣熨門、電視機外殼、音響外殼、收錄、音機透明面板、電源整流器、電視機殼螺絲固定座、減蚊燈殼、洗衣機脫水槽等需要密封、牢固和美觀的家電產(chǎn)品等。
3、 包裝： 軟管的封口，特殊打包帶的連接。
4、 玩具業(yè)： 由于采用了超音波技術(shù)使產(chǎn)品清潔、高效、牢固，免除使用螺絲、粘合劑、膠水或其他輔助品，降低了生產(chǎn)成本，使企業(yè)在市場的競爭力大大增強。
5、 電子： 運用自動化方案設(shè)計使用戶達到規(guī)?；a(chǎn)，同時確保產(chǎn)品之品質(zhì)需求。
6、 其他商業(yè)用途： 從通訊器材，電腦行業(yè)、打印設(shè)備到音像制品等，均可采用展鴻超音波設(shè)備。
超聲波焊接材質(zhì)的選擇
 
常用材料超聲波性能分析
超聲波焊接機可以焊接哪些塑料？
超聲波焊接機可焊接的材料很多，但真正適合超聲波焊接機焊接的材料不多，為什么這么說呢？下面詳細說明：
　　超聲波焊接機可焊接的材料有：ABS、Acetal、PPS、PS、PPO、PSF、PE、PC、PA、SNA、PP、PVC、PMMA等這些材料，也就是說用這些材料來制作產(chǎn)品需要用超聲波焊接機來完成焊接動作是可以的，但這些材料中有的雖說可用超聲波焊接機來焊接，但有的焊接出來的效果很難達到要求，也就是說很難焊。
 
最適合用超聲波焊接機來焊接的材料是：ABS、PS這兩種材料，這兩種材料焊接出來的產(chǎn)品很美觀，建議大家在生產(chǎn)產(chǎn)品時選這兩種原材料做，這可為后期的生產(chǎn)省下很多的麻煩.為什么這么說，下面我給大家詳細介紹這些材料的特點吧：
1、Acetal 材料，抗張及耐壓強度高，耐磨性佳，最具強軔及強性，常用作接練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等，因磨系數(shù)低，用超聲波熔接時需高振動幅度及較長的焊接時間。
2、酯酸織維性物質(zhì)，超聲波焊接機超聲波振動時材質(zhì)易變化變色，接觸面不易吸收能量，焊接較困難。
3、PP 材料比重輕，有良好絕緣性，強度高，能耐熱及化學(xué)劑的侵蝕，抽絲后可制成繩綱等織品。制品有玩具、行李箱、音樂外殼、電氣絕緣物、食品包裝等。本材質(zhì)因彈性系數(shù)低，易衰減聲波振動，較難熔接。
4、ABS 材料，苯藝烯共聚物,質(zhì)輕，兼具軔性，剛性與耐化學(xué)品性，用途廣泛，此材質(zhì)導(dǎo)熱性佳，特別適合超聲波焊接機焊接?！?br /> 5、PS 材料，比重輕，對水及化學(xué)物之抗蝕性強，安定、絕緣性佳，特別適合于射出及押出成形，常用于玩具、裝飾品、盂洗設(shè)備、磐子、透鏡、浮動輪等的制造。由于彈強性系數(shù)高，適合超聲波焊接機焊接。
6、PMMA （亞克力）材料，硬度大、耐重擊、不受酸之作用，有高度光學(xué)明晰性，著色性良好，常用于汽車尾燈、義表板、獎?wù)隆⑺堫^把手等。用于超聲波焊接機時，須注意衰減度問題。
 
附圖：