浅谈超声波焊接工艺及原理（图）

超声波焊接是一种固相焊接方法，焊件之间的连接是通过声学系统的高频弹性振动以及在工件之间静压力的夹持作用下实现的。超声波塑料焊接机在焊接塑料制品时，既不要添加任何粘接剂、填料或溶剂，也不消耗大量热源，具有操作简便、焊接速度快、焊接强度高、生产效率高等优点。因此，随着热塑性塑料及其复合材料的广泛应用，超声波焊接技术越来越广泛地获得应用。

超声波焊接工艺前言

超声波塑料焊接工艺是从金属超声波焊接发展起来的。它最早是由美国琼斯等人在 1950 年提出。

视频名称

19 世纪 60 年代后，美国、日本、瑞士、英国、德国和前苏联开始在实际生产过程中使用这种技术。

随着超声波焊接技术在塑料连接领域中越来越多的应用，它逐渐受到塑料加工成型的工作者的重视。

1 )研究新型的焊接设备，研制具有高频率和高功率的焊接设备;

2 )深入研究不同材料焊接区域的状态，包括熔融区厚度、结晶度、取向程度、化学组分等，深入研究塑料超声波焊接技术的机理;

3 )针对不同材料进行焊接工艺的优化，建立焊接设备、工艺参数、常用材料的对应关系规律，减少实验次数，降低成本;

4 )进一步完善塑料超声波焊接质量的检测手段，尤其是发展完善实时跟踪监测方法

超声波焊接

超声波焊接是利用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。

超声焊接需要包含超声波发生器、转换器、升压器、焊具等部件。图片来源：engarena

※过程

1）焊头对塑料表面施压

2）焊头每秒20000到40000次振动

3）振动产生摩擦热使材料融化粘接

※类型

※熔接口设计

超声焊接一般都要求熔接口要小，接触面要统一。接口设计取决于焊接的材料，焊件的形状以及焊件要求等因素。

通常连接的三角形状部分会聚集超声能量，并快速融化形成焊接面。

由左向右（对接接头、阶梯型、榫槽型）

剪切型：适用与需要密封或者塑料在很窄的温度区间内快速从固态变成熔融状态的场合。

超声波塑料焊接的应用举例

自动化、仪表、医药、纺织和玩具业。

来源：硕克超声波科技（上海）有限公司

※超声波金属焊接的应用举例

薄板的点焊或者线焊、微型电路等。

※超声焊接的一般特征

连接尺寸 受限

最大厚度（mm）

聚合物：0.1~3

金属 0.01~10

不同材料可以连接

处理温度范围（℃））

聚合物 100~250

金属 300~600

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