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超声波常见的问题

5，焊接原理上理解误区

相当一部分从事多年超声焊接方面的人员，对超声能量传递有一种误解，认为音波在接触面进行焊接，其实是一种误解，真正的焊接原理是，换能器把电能转换为机械能后，通过工件物质分子进行传导，声波在固体中传导声阻远小于在空气中的声阻，当声波通过工件接缝时，缝隙中的声阻大，产生的热能相当大，温度首先达到工件的熔点，再加上一定的压力，使接缝熔接，而工件的其他部分由于声阻小，温度低不会熔接。结合系统存在问题超声波金属焊接技术在焊接过程中，要实现多种协作系统的相互配合，形成一个紧密结合的整体系统，这个系统包括超声波发生器、声学系统和机械系统。其原理同欧姆定律类似。

6，焊接结构的误区

超声模具（Horn）型式多样，工件的形状决定模具外形，但每部分的尺寸和弧度，材质都要严格计算的，有人错误认为只不过是一个金属块而已。设计是否合理直接影响着模具的效率，寿命，产品的合格率，严重时直接烧坏发生器。模具的材料一般使用镁铝7075，而有些人为降低成本，使用劣质材料。正规模具生产商进料都有一套严格地检验程序，加工尺寸都是经过计算机软件模拟和校验后加工出来的。一、汽车：（交通业）超音波可通过计算机程序控制来实施对大件和不规则工件的焊接如：***杠、前后门、灯具、刹车灯等。品质才有保证。这些工序一般作坊是无法做到的，不经过合理设计，做出的模具，在焊接小工件时，反应问题还不明显，当大功率时就会出现各种弊端。严重时直接损坏元器件。

如何正确选择塑料焊接机设备

塑料焊接大体有两种方法：粘接和焊接。一般来讲，粘接工艺生产效率低、不美观，且胶粘剂都有一定的毒性；而焊接工艺相对来说生产、焊件美观、焊接强度高，所以，塑料焊接工艺得到了越来越广泛的应用。

首先，要选取正确的可焊接的材料。在实际生产过程中，只有分子结构相同或相近的热塑性塑料才能进行焊接。在焊接面上是分子间的化学结合，所以母体材料越相近，焊接效果越好。焊头的形状至关重要，因为焊头的轴向膨胀和收缩产生的应力会在高振幅情况下造成开裂。同时，塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接质量有很大的关系，它们改变了材料的物理特性。填充物含量超过 30% 时，由于表面塑料比例不足，分子间融合的不够，会降低焊接密封性。

其次还要根据材料种类和制品形状、成本的的高低采取适当的焊接方法。按所采用的加热软化方式的不同，塑料焊接可分为通过外加热源、机械运动及电磁作用软化等几种。

通过机械运动软化完成焊接的方法

机械运动焊接方式是一种全自动焊接过程，利用压力下两工件在摩擦过程中产生的热量来熔化接触面的塑料，对正固定直到凝结牢固，需要专用焊接设备。一旦确定了正确的焊接参数，操作工即可稳定生产。振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化，振动会在熔融状态物质到达其介面时停止，短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键，整个周期通常是不到一秒种便完成，但是其焊接强度却接近是一块连着的材料。其优点是：快速、灵活、焊接过程稳定且不需焊剂或保护气体，也不产生***气体或熔渣，产品焊接质量有保证。按运动轨道可分为直线型和旋转型：直线型可用于直线焊缝和平面焊缝的焊接，旋转型可用于圆形焊缝的焊接。

1、超声波焊接

超声波焊接是由信号发生器产生高频正弦波信号，通过换能器转换成高频机械振动能，再经由变幅杆及焊头将放大后的振动耦合到被焊接塑料件上，高压下的高频摩擦使塑料接触面瞬间产生高温熔化，超声波停止之后，经短暂保压冷却后的两个塑料件便焊接为一体，焊接过程一般不超过一秒钟，焊接强

度可与本体媲美，广泛应用于电子电器、汽车配件、包装、塑料玩具、文具用品、日用品、工艺品等各个行业。焊接塑料制品时，既不要添加任何粘接剂、填料或熔剂，也不消耗大量热源，具有操作简便、焊接速度快、焊接强度高、焊件美观、生产等优点。但无论如何，只要是熔焊，总有部分母材熔入焊缝而引起稀释，另外，还会形成诸如金属间化合物、共晶体等。另外，超声波焊接工艺还可实现塑料与金属件的铆接。因此，超声波焊接技术得到越来越广泛的应用。

2、旋转摩擦焊接

通过工件相对高速旋转摩擦将机械能转换成热能，使被焊接工件的接触面摩擦升温，熔化后加压，从而焊接在一起。相比超声波焊接，该工艺不受工件尺寸和材料的限制，并且焊接强度同比其他塑料焊接工艺更高，几乎接近塑料本体强度。相对于传统焊机而言，超声波金属焊机的制造过程更加困难且成本较高，并且由于影响焊接工艺参数的因素较多，不易于对焊机机理的认识和总结。适用于滤芯、塑料杯、浮球、玩具球、莲蓬头等回转体工件的焊接。

通过电磁作用软化表面的焊接方法

1、高频焊接

高频焊接是利用电磁感应原理高频感应加热技术，穿透塑料制品对埋藏于塑料件内部的感应体或磁性塑料产生感应加热，使得被焊塑料在快速交变电场中产生热量而使待焊接部位迅速软化熔融，继而填充接口间隙，并辅以完善的机械装置达到焊接。同时，超声波金属焊接机在过程中的焊点容易出现高频振动，可能致使产品工件的边缘受损，尤其是硬而脆的材料。适用于文具夹、可充气物品、防水衣和血袋等产品的焊接。

2、红外线焊接

这项技术类似于电热板焊接，将需要焊接的两部分固定在贴近电热板的地方但不与电热板接触。在热辐射的作用下，连接部分被熔融，然后移去热源，将两部分对接，压在一起完成焊接。1、超声波塑料焊接机一般情况下不能应用在几片厚度为2-3MM之间的塑料焊接，但不排除特殊条件下的，如结构/焊接方式/超声波机功率等都有影响。这种方式不产生焊渣、无污染，焊接强度大，主要用于 PVDF、PP 等精度要求很高的管路系统的焊接。

3、激光焊接

原理是将激光器产生的光束通过反射镜、透镜或光纤组成的光路系统，聚焦于待焊接区域，形成热作用区，在热作用区中的塑料被软化熔融，在随后的凝固过程中，已熔化的材料形成接头，待焊接的部件即被连接起来，通常用于PMMA、PC、ABS、LDPE、HDPE、PVC、PA6、 PA66、PS等透光性好的材料焊接，在热作用区添加碳黑等吸收剂增强吸热效果。塑料激光焊接的优点较多：焊接速度快、精度高；自动化、精密数控容易实现。3、热板焊接的特点：焊接同类热塑性塑料，同种塑料的熔化温度容易控制，对加热板的温度控制一致比较容易，简化了加热板的制造难度。因此，塑料激光焊接技术在汽车、、包装等领域得到了比较广泛的应用。