超聲波焊接原理
超聲波焊接機(jī)是利用超聲波振動(dòng)頻率，接觸摩擦產(chǎn)生熱能而使兩個(gè)塑膠件在焊接界面熔融而固定在一起。超聲波焊接是一種快捷、干凈、有效的裝配工藝，用于滿足塑膠件高強(qiáng)度的裝配要求，是廣泛使用的一種先進(jìn)裝配技術(shù)，適用于多種類型塑膠件的裝配。正常情況下，超聲波焊件具有較高的抗拉強(qiáng)度，可以取代溶劑粘膠及機(jī)械緊固等裝配方法，同時(shí)還可以具有防水、防潮的密封效果。
超聲波焊接的工作原理是通過(guò)超聲波發(fā)生器將50 Hz或60 Hz電流轉(zhuǎn)換成 15、20、30或40 kHz的電能，被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過(guò)換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，隨后機(jī)械運(yùn)動(dòng)通過(guò)一套可以改變振幅的調(diào)幅器裝置傳遞到焊頭。
焊頭將接收到的振動(dòng)能量傳遞到待焊接塑膠件的界面，在該區(qū)域，振動(dòng)能量通過(guò)摩擦方式被轉(zhuǎn)換為熱能，將塑料熔化，振動(dòng)停止后維持在塑膠件上的短暫壓力使兩塑膠件以分子連接方式凝固為一體，
2.超聲波焊接的優(yōu)點(diǎn)
超聲波焊接是一種快捷、十凈、可靠性高的裝配工藝，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1)焊接速度快，效率高。絕大部分超聲波焊接可以在0.1?0.5 s之內(nèi)完成；
2)成本低。由于效率高，人工成本低，同時(shí)省去了大量夾具、粘合劑或者機(jī)械緊固件等的使用，因此超聲波焊接是一種非常經(jīng)濟(jì)的塑膠件裝配方式；
3)強(qiáng)度高。超聲波焊接幾乎可以達(dá)到塑膠件本體強(qiáng)度的80%以上；
4)合理的塑膠件設(shè)計(jì)可以使得超聲波焊接達(dá)到防水效果；
5)表面質(zhì)量好，焊點(diǎn)美觀，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫焊接；
6)工序簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化焊接；
7)品質(zhì)穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠，適宜大批量生產(chǎn)；
8)超聲波焊接過(guò)程清潔、穩(wěn)定、可靠，而且能量消耗低。
3.超聲波焊接的局限性
雖然超聲波焊接有眾多的優(yōu)點(diǎn)，但超聲波焊接也有一定的局限性，在選擇超聲波焊接工藝之前及進(jìn)行超聲波焊接塑膠件零件設(shè)計(jì)時(shí)，必須清楚了解超聲波焊接的局限性，并通過(guò)合理的零件設(shè)計(jì)來(lái)避免超聲波焊接缺陷的產(chǎn)生及提高焊接的質(zhì)量。
1)材料的限制性。超聲波焊接并不能夠焊接所有的塑料，這是超聲波焊接最大的局限性。有的塑料焊接性能好，有的塑料焊接性能差，而且超聲波焊接一般僅適合于一種或者相似塑料之間的焊接。如果兩個(gè)塑膠件材料不同，多數(shù)時(shí)候超聲波焊接無(wú)能為力。因此，一旦選定超聲波焊接工藝，就不能輕易更改零件材料。
2)不可拆卸性。超聲波焊接是不可拆卸性連接，無(wú)法進(jìn)行返工。一旦兩個(gè)零件經(jīng)過(guò)超聲波焊接裝配成一體，之后如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品存在質(zhì)量問(wèn)題，零件無(wú)法進(jìn)行返工。
3)零件大小和形狀的限制。中小型的塑膠件適合超聲波焊接，尺寸一般小于250mmx300 mm，較大的零件可能需要多個(gè)焊接工序，焊接效果可能不理想。超聲波焊接一般適用于形狀比較單一的塑膠件，對(duì)于形狀復(fù)雜的塑膠件，焊接質(zhì)量可能較低。
4)零件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制。超聲波的能量很大，在焊接過(guò)程中有可能造成塑膠件本身因?yàn)閺?qiáng)度不夠而發(fā)生損壞，同時(shí)也可能造成產(chǎn)品內(nèi)部其他零部件的損壞。因此，在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能增加塑膠件的強(qiáng)度和產(chǎn)品內(nèi)部其他零部件的強(qiáng)度，或者將零部件遠(yuǎn)離焊接區(qū)域，盡量把強(qiáng)度不高的其他零部件安排在超聲波焊接工序之后再進(jìn)行裝配。
5)對(duì)超聲波焊接操作人員要求高。目前超聲波焊接質(zhì)量對(duì)超聲波焊接機(jī)的調(diào)機(jī)技術(shù)，以及對(duì)操作者的細(xì)心程度都有很大的依賴性。很多產(chǎn)品在前幾次超聲波焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)焊接不夠牢固或者焊接表面過(guò)度熔化等質(zhì)量問(wèn)題，此往往讓人誤以為超聲波焊接的質(zhì)量就只能達(dá)到這一步，但其實(shí)絕大多數(shù)的質(zhì)量問(wèn)題可以通過(guò)焊接參數(shù)調(diào)整而得到解決，不過(guò)這需要依賴調(diào)機(jī)技術(shù)以及操作者的細(xì)心程度。最有效的方法是請(qǐng)超聲波設(shè)備供應(yīng)商專業(yè)人員提供幫助。
6)超聲波對(duì)于人的聽(tīng)力有傷害，應(yīng)準(zhǔn)備好勞保用品。
