塑料的超声波焊接设计教程
塑料的超声焊接设计教程
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近来论坛上有不少讨论超声波焊接的贴子，目前还在争论不休，对此，不怕抽空在此总结一下，个人思想而已。不代表标准答案。TONY版原题在此：https://www.360docs.net/doc/cc9511437.html,/bbs/thread-9921-1-1.html
在众多的产品中，塑料的焊接用的可是不少，而且焊接方式也是多式多样。
首先一起来大约了解下，目前常用的各种零件焊接方式（实际上有些我也不曾亲自用过）
1．超声波焊接2，振动焊接3，旋转焊接4，热板焊接
5．感应焊接6，接触电阻焊接7，热气焊接8，挤出焊接
但超声波焊接和旋转焊接是我们实际中在塑胶产品上应用的最多，最广泛的。接下来只就针对这两种焊接工艺做讲述。其它的焊接工艺，有兴趣的朋友可以自已找资料学习研究和是私下找我商讨也行。
首先，我们一定要真正弄清焊接的原理，只有这样，才能设计出好的焊接结构，才能在这种结构上成为真正的工程师，不然你的所谓经验和资料，都将成为你的绊脚石。
一，焊接的原理：
几乎所有的焊接，都是将两焊接零件的焊接端面分子产生运动，使它们相互扩散，相互缠结。达到相互连接的目的。
如我们的超声波焊接就是利用焊头的高频振动,使两焊接零件高频磨擦，将机械能转化为热能，热能将两焊接面的分子溶解，恢复其活性，然后在外作用力的辅助下，分子相互缠结来达到焊接目的，
而我们通常用的502胶水，或是其它粘接剂，胶水本是一种高腐蚀的液体，它将焊接面的分子膨涨，恢复其活性，然后在外作用力的辅助下，分子相互缠结来达到焊接目的。其实不难明白。焊接就是一个让分子相互缠结的过程。
二，超声焊接剖析：
2.1:超声波焊接设备，相信各位都有见过，还是再来哆嗦一下。如图：
由上图我们不难明白，超声焊的焊接原理：
1， 输入低频电?2.通过电源箱变频，转换成高频电输出?3.通过变压器装置将高电频信号转换成机械振动。原理就
和电铃一样，都是电磁场的高频切换来实现，这个就是我们所谓的超声了。?4.通过振幅变压器整合振幅?5.输出能量，将焊头引至高频振动?6.焊头将塑胶零件高频摩擦，产生热能。使塑胶熔化。?7.风压装置同时下压运动.将两零件融合在一起，然后冷却，达到粘结目的。
接下来着重讲下超声装备各部件的基本参数：
通过电源箱变频后，其输出频率通常在20~50kHZ 之间，(20kHZ 最常用)其振幅通常在15~60um.也有时候会将其频率调成15Khz.这种声频率适合用来超声较大制件或是较软的材料，如大型的PP 材料外壳等。一但将超声将塑胶局部熔化后，超声会立即停止，通常这个超声过程会在0.5~1.5S 内完成。
另外一个要了解的是焊头的材料选择：
总体上来讲，如果是用来超声塑胶，我们一般一般选用质量较轻，强度较好，高耐摩擦，超声传导较优秀的金属材料来制作。如我们通常用的有，钛，铝，或是其它合金。
如果是用来作金属+塑胶嵌件超声，(可参考我的嵌件设计教程：https://www.360docs.net/doc/cc9511437.html,/bbs/thread-9248-1-2.html ) 通常我们选用热处理钢就好。 三，超声波焊接头设计
对于像ABS ,PC,HIPS 等易于超声熔接焊的塑胶，其接头形式通常设计成以下几种。
(设计方案一)
像这种接头的设计是不适合用来做超声熔接焊接的，它需要很长的焊接时间，很大的焊接能量，而且焊完后周边还有熔胶会溢出，影响产品外观。
(设计方案二)
如左图改进后的超声线设计，通常我们做成一条三角形的小骨，这样会减小焊接能量和时间，(在学术界用专业的语言来讲，这种小三角骨称为能量导向器)但是仍然会有小部分溢料，影响外观。
(设计方案三)
通常为了防止溢胶影响外观，我们要做成如左图形式，将超声线做在止口内，防止塑胶熔体溢出。
(设计方案四)
当产品壁厚不够，不能做止口结构时，为了防止塑胶熔体溢出影响外观，通常我们将产品结构做成如左图，做一个溢料收集器来防止不不良现像
(设计方案五)
有经验的工程师应该都知道，没有美工线的产品在装配变形后极易引起上下盖错位，从而导致刮手。超声也是一样，也有错位的机率，为了防止有刮手现像，最好还是做一点美工线在上面。
介绍完了超声熔接焊的超声接头形式，大家一定在想，那么超声线的具体参数要怎么设计才合理呢？实际上超声线的参数与其被超声零件和材质与其体积大小有一定的关系。通常我是这样来设计的，见下表（仅供参考）
止口的设计参数通常如下图：
有时为了增加超声波焊接强度，我们也可以在超声面上做一些纹理，用来做超声强度改良，如图：
有经验的工程师可能也知道，用超声波焊接完后有时候会出现Gap不均匀的现像，就是有些地方的Gap大，有些地方的Gap小，导致产品十分丑陋，如下图实例：
为什么会出现这一情况呢？我们在设计上该如何防止呢？首先我们假设在超声波加工设备上是没有问题的，那么我们要在设计上来解决这一现象。一起来分析~~
不良原因一：超声线的设计不良。如图~
不良原因二：超声零件的材质不同，在超声焊接中，两被超声的零件尽可能使用相同的材料。如像PA,它就只能与PA 相互超声连接。POM,只能与POM相互超声。使用不同的材料相互超声，更严重的会有根本无法焊接
的现象。相对来讲，半结晶塑胶比较容易出现不易超声或是超声不良。
如果说因产品需求，我们一定要用两种不同的材料来进行超声波焊接，建议将超声结构做成机械互锁式，如下图
不良原因三：超声零件过于潮湿或是零件内掺有玻纤或是其它阻燃剂等化学成分，也会导致超困难或是不良现像 接下来就是大家比较关心的超声线位置与超声质量之间的关系，TONY 版也有提过此问题，一起来回顾下，
这是当年TONY 版提过的，请问是A 超声质量好还是B
好。
两者的不同之处仅在于
A 将超声线设计于上盖上。
B 将超声线设计在下盖上。
不怕的答案是：两者超声效果一样，为什么这样讲呢，且听我细细道来~~~
如果超声设备，超声线设计参数及两零件材料是相同的，那么影响超声质量的就只有超声线与超声波焊头之间的距离了。这个就是我要讲的近场焊与远场焊。
什么叫近声焊？什么叫远场焊？一般来说，当超声线与超声焊头的距离小于6.3mm 时，我们称为近声焊，大于6.3mm 时，则称为远场焊。如图：
一般来讲，像普通的塑胶材料，超声线和焊头距离越近越好，那样更加容易产生焊接，但有些特殊材料则只能使用远场焊来进行焊接，如玻璃，无定形材料。因为使用近场焊容易会合零件产生裂纹或是其它损坏。所以就TONY 那题我个人认为单从其超声效果上来看是一样的。没有明显差别。
超声熔接焊就给各位介绍到这里了，相信各位还有听说过超声紧压焊，超声埋塑焊，超声剪切焊，超声斜坡焊等等，其实原理和超声熔接焊的原理差不多，只是在超声线结构及超声波能量上有些不同，在此，就不做介绍了，以后有用到的朋友，可以和我私下交谈~~^^ 三： 塑胶的旋转焊接
本来是不想在这里介绍的，但昨天看到abspom 网友在设计齿轮组时有犯过此错误，大家还是吸取一下他的经验，避
免后续工作中也有类似低级错误发生(
https://www.360docs.net/doc/cc9511437.html,/bbs/thread-10595-1-2.html )。他的问题如图：
为什么他设计的齿轮组会卡死呢？我们先假设他的齿轮组在参数方面没有问题，实际上他的这个设计就是一个旋转焊接装置。我们首先来看一下旋转焊接的原理图：
由左图我们不难明白旋转焊接的原理，它属于摩擦焊接工艺，是由塑胶两接触面相互旋转摩擦，产生高温将焊面熔化，瞬间由气动筒将两零件压合在一起，塑胶冷却后，焊接就完成了。
但这种工艺只用于环形制件，且其精度又不及超声波焊，所以其用途很有局限性。
再看看abspom 网友的齿轮组，知道为什么会转不动了吧^^.两塑胶零件反向相互受力摩擦，不粘在一起才怪呢~
关天焊接，就介绍这么多了，水平有限，还待各位修正。最后希望会对各位兄弟在产品设计中在超声线设计上有一些启发，也希望各位兄弟都成为工程师的战斗机~~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~全教程完~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
超声波塑料件焊接方法
超声波焊接件的工艺设计 作者：欣宇机械来源：本站原创日期：2014-5-5 17:32:38 点击：1120 属于：行业新闻超声波焊接件的工艺设计-东莞市欣宇超声波机械有限公司 在超声波焊接行业中，很多客户都不知道塑料件焊接，焊接产品优良不只是跟材质，超声波选择机型功率有关系，最容易被忽略的一点是：超声波焊接件的工艺设计，塑料焊接件需要设计有超声线，焊接出来的产品才是比较完美的。那么，超声波焊接件的工艺设计是怎么样的呢？要怎么设计呢？很多客户初步使用超声波焊接，都会对个问题不了解，今天，欣宇小陈为大家讲解：超声波焊接件的工艺设计，希望对朋友有所帮助！ 超声波塑料件的结构设计必须首先考虑如下几点： 1.是否需要水密、气密。 2.是否需要完美的外观。 3.是否适合焊头加工要求。 4.焊缝的大小（即要考虑所需强度）。 5.避免塑料熔化或合成物的溢出。 超声波焊接质量获得原因： 1.材质 2.上下表面的位置和松紧度 3.焊头与塑料件的妆触面 4.顺畅的焊接路径 5.塑料件的结构 6.焊接线的位置和设计 7.焊接面的大小 8.底模的支持 为了获得完美的、可重复的超声波熔焊方式，必须遵循三个主要设计方向： 1.围绕着连接界面的焊接面必须是统一而且相联系互紧密接触的。如果可能的话，接触面尽量在同一个平面上，这样可使能量转换时保持一致。 2.最初接触的两个表面必须小，以便将所需能量集中，并尽量减少所需要的总能量（即焊接时间）来完成熔接。 3.找到适合的固定和对齐的方法，如塑料件的接插孔、台阶或齿口之类。 下面就对超声波塑料件设计中的要点进行分类举例说明： 超声波整体塑料件的结构 1.1塑料件的结构 塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚，太薄的壁厚有一定的危险性，超声波焊接时是需要加压的，一般气压为2-6kgf/cm2 。所以塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。 1.2罐状或箱形塑料等，在其接触焊头的表面会引起共振而形成一些集中的能量聚集点，从而产生烧伤、穿孔的情况（如图1所示），在设计时可以罐状顶部做如下考虑
超声波焊接原理及材料对其的影响
★超声波焊接是热塑性塑料在超声波振动作用下，由于表面分子间摩擦生热而使两块塑料熔接在一起的焊接方法。 超声波金属焊接: 1、超声波金属焊接 超声波金属焊接的优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要加压。超声波金属焊接是一种机械处理过程，在焊接过程中，并无电流在被焊件中流过，也无诸如电焊模式的焊弧产生，由于超声焊接不存在热传导与电阻率等问题，因此对于有色金属材料来说，无疑是一种理想的金属焊接设备系统，对于不同厚度的片材，能有效地进行焊接。 超声波焊接原理: 超声波塑料焊接机超声波塑料焊接原理 当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积 原理分析图
超声波焊接优点: 1、超声波塑料焊接优点：焊接速度快，焊接强度高、密封性好；取代传统的焊接/粘接工艺，成本低廉，清洁无污染且不会损伤工件；焊接过程稳定，所有焊接参数均可通过软件系统进行跟踪监控，一旦发现故障很容易进行排除和维护。 2、超声波金属焊接优点：1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。2）、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零。3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。4）、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。5）、焊接无火花，环保安全。 超声波金属焊接适用产品: 1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔，铝箔与铝片互熔。3）、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。4）、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。7）、金属管的封尾、切断可水、气密。 超音波的熔焊应用方法: 一、熔接法：以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生摩擦热而瞬间熔融接合，焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。二、铆焊法：将超音波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉形状，使不同材质的材料机械铆合在一起。三、埋植：藉着焊头之传道及适当之压力，瞬间将金属零件（如螺母、螺杆等）挤入预留入塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。四、成型：本方法与铆焊法类似，将凹状的焊头压着于塑胶品外圈，焊头发出超音波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定，且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形，及化妆品类之镜片固定等。五、点焊：A、将二片塑胶分点熔接无需预先设计焊线，达到熔接目的。B、对比较大型工件，不易设计焊线的工件进行分点焊接，而达到熔接效果，可同时点焊多点。六、切割封口：运用超音波瞬间发振工作原理，对化纤织物进行切割，其优点切口光洁不开裂、不拉丝。超声波金属焊接机2、超声波金属焊接原理是利用超声频率（超过16KHz ）的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法．金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将框框振动能量转变为工作间的摩擦功、形变能及有限的温升．接头间的冶金结合是母材不发生熔化的情况下实现的一种固态焊接．因此它有效地克服了电阻焊接时所产生的飞溅和氧化等现象．超
超声波焊接常见缺陷及处理办法
超声波焊接常见缺陷及处理办法 一、强度无法达到欲求标准。 当然我们必须了解超音波熔接作业的强度绝不可能达到一体成型的强度，只能说接近于一体成型的强度，而其熔接强度的要求标准必须仰赖于多项的配合，这些配合是什么呢？ ※塑料材质：ABS与ABS相互相熔接的结果肯定比ABS与PC相互熔接的强度来的强，因为两种不同的材质其熔点也不会相同，当然熔接的强度也不可能相同，虽然我们探讨ABS与PC这两种材质可否相互熔接？我们的答案是绝对可以熔接，但是否熔接后的强度就是我们所要的？那就不一定了！而从另一方面思考假使ABS与耐隆、PP、PE相熔的情形又如何呢？如果超音波HORN瞬间发出150度的热能，虽然ABS 材质己经熔化，但是耐隆、PVC、PP、PE只是软化而已。我们继续加温到270度以上，此时耐隆、PVC、PP、PE已经可达于超音波熔接温度，但ABS材质已解析为另外分子结构了！由以上论述即可归纳出三点结论： １.相同熔点的塑料材质熔接强度愈强。
２.塑料材质熔点差距愈大，熔接强度愈小。 ３.塑料材质的密度愈高（硬质）会比密度愈低（韧性高）的熔接强度高。 二、制品表面产生伤痕或裂痕。 在超音波熔接作业中，产品表面产生伤痕、结合处断裂或有裂痕是常见的。因为在超音波作业中会产生两种情形：1.高热能直接接触塑料产品表面 2.振动传导。所以超音波发振作用于塑料产品时，产品表面就容易发生烫伤，而1m/m以内肉厚较薄之塑料柱或孔，也极易产生破裂现象，这是超音波作业先决现象是无可避免的。而在另一方面，有因超音波输出能量的不足(分机台与HORN上模)，在振动摩擦能量转换为热能时需要用长时间来熔接，以累积热能来弥补输出功率的不足。此种熔接方式，不是在瞬间达到的振动摩擦热能，而需靠熔接时间来累积热能，期使塑料产品之熔点到达成为熔接效果，如此将造成热能停留在产品表面过久，而所累积的温度与压力也将造成产品的烫伤、震断或破裂。是以此时必须考虑功率输出(段数)、熔接时间、动态压力等配合因素，来克服此种作业缺失。 解決方法：
塑胶产品设计之《超声波线的设计》
超声波线设计 焊接热塑性制品的最普通的方法是超声焊接.这种方法是采用低振幅,高频率(超声)振动能量使表面和分子摩擦产生焊接相连垫塑性制件所需的热量.(正弦超声振动) 超声焊接在20-50kHz 的频率范围内发生,其一般振幅范围为15-60um.在低达15kHz(较高振幅)的声频有时用于较大制件或较软材料.焊接过程通常在0.5-1.5s 内发生.焊接工艺变量包括焊接时间,焊头位置和焊接压力.超声焊接方法可根据焊接时间或焊缝位置(塌陷距离)或焊接能量控制.也对焊接压力和冷却时间提供附加控制. 超声焊接设备通常用来焊接中,小尺寸的热塑性塑料制品,而很大的制品可用多点焊接. 超声焊接设备一般不是在20kHz 就是在40kHz 频率下运行 .20kHz 装置更常用. 接头设计:第一类即最常用的接头类型,在被连接表面的垂直方向上利用超声振动.对接和Z 形接合归入这一类,适用于多数聚合物.第二类超声焊接接头包括与接头表面平行的振动,形成剪切状态.各种类型的剪切和嵌接归入第二类. 能量控制嚣接点与无定形材料一起使用最佳,图1所示较大的能量控制嚣结可在一些不密闭的半结晶材料中应用.
＊剪切接头当焊接半结晶聚合物（或其它难以焊接的聚合物）和需要密封接头号时，一般推荐使用剪切接。需要高强度，高质量接碚的环形和矩形制件都用剪切接头。剪切接
图6 超声焊执着用典型的斜坡接合设计 （a）斜坡接合；改进的斜坡接合（附加公差） 1-溢料槽；2-夹具 斜坡接合具有30°-60°的角且应该在±1°内装配。为附加的熔区材料厚度增加的
＊溢流式铆焊溢流式铆焊用在要求表面为平的或隆起的及锁信制件的厚度被允许使 ●
超声波塑料焊接的地原理和理论
实用标准文案 超声波塑料焊接机的原理和理论 随着材料工业的迅速民展，其中以重量轻、摩擦力小、耐腐蚀、易加工的塑料及其金属的复合材料的应用受到人们的重视。塑料的各种制品，已渗透到人们日常生活的各个领域，同时也被广泛应用到航空、船舶、汽车、电器、包装、玩具、电子、纺织等行业。然而，由于注塑工艺等因素的限制，在相当一部分形状复杂的塑料制品不能一次注塑成型，这就需要粘接，而沿用多年的塑料粘接和热合工艺又相当落后，不仅效率低，且粘接剂还有一定的毒性，引起环境污染和劳动保护等问题。传统的这种工艺已不能适用现代塑料工业的发展需要，于是一种新颖的塑料加工技术——超声波塑料焊接以其高效、优质、美观、节能等优越性脱颖而出。超声波塑料焊接机在焊接塑料制品时，即不要填加任何粘接剂、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，超声波焊接技术越来越广泛地获得应用。 一．超声波塑料焊接机的工作原理。 当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能达大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最
塑料热铆焊接技术
塑料热铆焊接技术 塑料热铆接技术--用来连接由不同材料制造的制件，使热固性塑料与热熔性塑料制件间实现相互连接，或使塑料制件与金属连接；是利用模塑件上预留固有的塑料铆柱、肋翼、立筋，对应穿过冲压成形金属板结构上预制孔压紧，金属表面凸出部分铆柱（热桩）在受控热融软化后再用特制金属成型铆头压紧冷却重新成型并夹紧，利用特定形状的铆头可以实现塑料铆柱的埋头铆接（齐平铆接）、半球铆接、圆弧翻边铆接、立筋肋条状铆接、机械锻压、折边镶嵌包覆等，实现不同材质的材料机械铆合组装在一起的连接方式，连接部位不易脆化、美观、牢固、密封性好，从而实现结构的最优化设计，充分利用各种材料的机械特性最佳组合，极大地提高整体组件的性能，整体结构耐冲击，从而达到最完美的配合，尤其适合于长期机械振动、环境温度及湿度变化范围大，自然环境极其恶劣的场合。 "Plastic Hot Air Stake Assembly" (PHASA塑料热风铆接装配) 塑料热铆接组装是结构最简单、高可靠性、高性价比的永久性固定装配的方法，可多点铆接固定，无须填加任何粘接剂、溶剂、填料和紧固件，也不消耗大量能源，设备紧凑、占地面积小，加工过程无振动、无污染、无噪声，环保、节能、快速、高效、优质、美观，依此方法装配的金属与塑料组件牢固、紧密、稳定，具有高抗冲击、抗腐蚀性，抗震且耐候性强。 简而言之，组件上的所有各个紧固部位同时加热，然后用冷却模头施压后重新成形、冷却铆固，许多不同材质的部件组合成牢固的整体组件，事实证明是优于其它常用的传统方法，无须其它填充材料，减少生产工序、降低加工成本和材料消耗。 PHASA是"Plastic Hot Air Stake Assembly" 的英文缩写，中文即：塑料热风铆接装配。 随着新材料技术的迅速发展与推广，塑料以其重量轻、磨擦力小、耐腐蚀、易加工等特性得到广泛应用，然而由于注塑工艺、模具加工、设备等因素，大量结构形状复杂、规格尺寸大的塑料件不能一次注塑成形，故使用塑料粘接和热合工艺二次加工，不仅效率低、而且热合工艺有很大的局限性，粘接剂还有一定的毒性，带来环境污染和劳动保护的问题，传统的工艺已经远不能适用于现代塑料工业的发展应用需要，所以一种新颖的塑料加工技术诞生了——塑料热铆接。 塑料热铆接组装是热塑性材料与其它不相熔材质零件装配的全新设计理念，是结构最简单、高可靠性、高性价比的永久性固定装配的方法，具有高效、节能、优质、美观等优越性，可多点铆接固定却无须填加任何粘接剂、溶剂和填料，应用此技术可取代过去生产上需要的熔剂、粘合剂、扣钉或其它机械固定法以及其它零件和材料，从而减少工序、提高生产效率，大大降低装配成本和材料消耗，依此方法装配模塑组件牢固、紧密、稳定，抗振、耐老化、耐冲击性好，且加工操作简单、节能、速度快，操作者不需要很高的专业技能，通过外观目视即可检查产品质量。 近年来尤其是塑料与金属及其它复合材料的应用越来越受到人们的重视，最新的结构设计理论，汽车件轻量化，各种复合改性材料的推广应用，对二次加工工艺提出了更高的要求，塑料热铆接恰好弥补了其它加工手段的自身缺陷，将各种不相熔材料组合成为最佳性能与功用的整体，是简捷、清洁、高效的生产方式，充分满足各行业不同需求，未来必将得到越来越广泛地应用。 英国PHASA塑料热铆接技术公司是从事塑料热铆接设备研发制造的专业化公司，拥有多项发明专利，采用最先进的塑料热铆接技术，利用特制的铆头可以实现塑料铆柱的齐平铆接、半球铆接、埋头铆接（沉头铆接）、圆弧翻边铆接、肋条状铆接、折边镶嵌包覆等，与加工工件进行点接触，以全新的理念优化设计，将塑料件与金属件或其它不可焊接材质的组件铆接装配成一体，铆接面光洁度好，成形速度快，不易龟裂脆化、美观、牢固，减化了生产工艺、降低材料消耗、极大地提高产品质量、可靠性和生产效率，有效地延长使用寿命，具有工艺先进、结构合理、无震动、无噪音、无污染、加工质量高等优点，广泛适用于宇航军工，电子电器，仪器仪表，微动开关阀
塑料超声波焊接工艺研究进展
塑料超声波焊接工艺研究进展 高阳赵云峰 （航天材料及工艺研究所北京 100076） 文摘：从焊接设备、焊接材料、工艺参数等方面综述了塑料超声波焊接质量的进展。选择高频焊接设备、使用低熔点、高表面摩擦系数的材料，选择适宜的焊接时间和压力，有利于提高焊接质量，并指出了塑料超声波焊接质量的控制方法和检测手段的发展方向。 关键词超声波焊接，焊接质量，塑料 Development in Research of quality of ultrasonically welded plastic Gao Yang Zhao Yunfeng (Aerospace Research Institute of Materials and Processing Technology, Beijing 100076) Abstract The paper introduces technique of ultrasonic plastic welding. Factors of welding quality include equipment of welding 、 materials of welding 、 parameters of processing and so on. The equipment that has high frequency and t he materials that have low melting point and high external frictional coefficient are easy to weld. Primary parameters affecting welding quality are welding time 、 welding pressure 、 amplitude etc. In addition, development of ultrasonic welded technique in plastic field is proposed. It is useful to carrying out work of ultrasonic plastic welding in future. Keywords ultrasonic welding ， welding quality ， plastic 1 前言 塑料超声波焊接技术是借助超声波使塑料件接触面的分子快速融合在一起的加热连接方法。利用超声波发生器将低频的电能转化为 20 ～ 40KHz 的高频电能，电能通过换能器转化为同频率的纵向机械振动，这种振动通过调幅器和焊头传递给放置在基座上的焊接试样，在机械振动引起的动态机械力作用下使焊接区试样表面温度升高熔化，挤出形成一定厚度的熔化层，焊接后在一定时间内保持压力，直到熔化层冷却凝固成为可靠的接头[1]。 塑料超声波焊接技术有时间短、表面无损坏、非焊接区域不发热等优点，目前已经广泛地应用于航空航天、仪器仪表、食品包装等领域。迄今为止，各国的研究者对它进行了大量的研究工作，主要集中在焊接工艺参数[2 ～ 3]、焊接过程[4]和焊接设备[5]等方面，本文从焊接设备、焊接材料、工艺参数三个方面综述了焊接质量的研究进展情况，并介绍了焊接质量控制方法和检测手段的进展情况。 2 焊接设备 塑料超声波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。 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。美国的 Brason 、声能器材公司、日本的海上电机株式会社、松下电气、德国的 KLN 公司以及俄罗斯、瑞典都研制生产了塑料超声波焊接设备，设备的频率一般在 20 ～40kHz 之间，功率一般在几百瓦到几十千瓦之间[6]。现阶段焊接设备的研究主要集中在提高焊接功率和频率以及采用新型振动模式等方面，出现了 40KHz 以上的超声波振动系统[7~8]，以及横向[9][9] 、扭曲[10]、以及纵向－横向[11]等复振动模式的设备，用此设备来焊接声发射特性较差的材料。此外，田修波等[12]对塑料超声波的气动加压系统进行研究，研制压力可变的塑料超声波焊接机，能得到更好的焊接质量。 3 焊接材料
超声波焊接技术
超声波焊接技术大全 n ewmaker 超声波焊是一种快捷，干净，有工工国 效的装配工艺，用来装配处理热塑性塑料配件，及一些合成构件的方法。目前被运用的朔胶制品与之间的粘结，朔胶制品与金属配件的粘结及其它非朔胶材料之间的粘结！它取代了溶剂粘胶机械坚固及其它的粘接工艺是一种先进的装配技术！超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果。 超声波的优点： 1,节能 2，无需装备散烟散热的通风装置 3，成本低，效率咼 4,容易实现自动化生产！ 超声波焊接机的工作原理！ 超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60HZ的电频转变成 20KHZ或40KHZ的电能高频电能，供应给转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置。
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!!焊接： 指的是广义的将两个热塑性塑料产品熔接的过程。当超音停止振动时， 固体材料熔化，完成焊接。其接合点强度接近一整块的连生材料， 只要产品的接合面设计得匹配， 完全密封是绝对没有什么问题的， 碟合： 熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。 嵌入： 将一个金属无件嵌入塑料产品的预留孔内。 具有强度高，成型周期短安装快速的优点！！ 类似于模具设计中的嵌件！
11 Ultrasonic Welding Hatt jitint itiretw (nti J ildltCil Yf ( p Welding Technique ? Poor but joint design < Eicesske M6l (9 timff f E?(強睜钊叫 汕卑「gy * ￡xlidtng nielt re suds in a visual defect ? Improved bull J G I nt design ? Reduced w?ld tlnw * R^uc&d w&ld &n@rgy ? Exuding 12雷H (/Isible) ? FE??sh 俪 |p jddwd * R&ductlanln wflIM ar?a ? Exiting mol( not mult In a visual defect ? Step joint design # Fwprcv^d -sneM f?si$nnce ? Exiting nt< does nor mult in a visual dated ? Assist in locaiiftg 因厲昂 Ultras onic Weldi ng 1 W elding Techniques Ultrasonic Welding Airorplious polymer Seml-crystalhie polymer Ditn” Small part Largs part Small part L 白 ”g 电 part h S3 - 04 05 *0.6 05 - 07 0.1 ? to 0 60° (0 9Q D 90? rypiatt dimlttr di tin ■? > in/! \iiHiUimt ^7 s/ Ultras onic Weldi ng 2
塑料超声焊的一些问题
原来用ABS材料打的2个产品，用超声波焊接没问题，后把ABS换成PP的，焊接出现了问题，无法焊劳固。请专家释疑，谢谢！ 影响超音波焊接的因素 说起热塑塑料的可焊接力，不能不说到超音波压合对各种树脂的要求。其最主要的因素包括聚合物结构，熔化温度、柔韧性（硬度）、化学结构。 聚合物结构 非结晶聚合物分子排列无序、有明显的使材料逐步变软、熔化及至流动的温度（Tg玻璃化温度）。这类树脂通常能有效传输超音速振动并在相当广泛的压力/振幅范围内实现良好的焊接。 半结晶型聚合物分子排列有序，有明显的熔点（Tm熔化温度）和再度凝固点。固态的结晶型聚合物是富有弹性的，能吸收部分高频机械振动。所以此类聚合物是不易于将超声波振动能量传至压合面，帮要求更高的振幅。需要很高的能量（高熔化热度）才能把半结晶型的结构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态，这也决定了这类材料熔点的明显性，熔化的材料一旦离开热源，温度有所降低便会导致材料的迅速凝固。所以必须考虑这类材料的特殊性（例如：高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良的工作设备）才能取得超声波焊接的成功。 聚合物：热塑性与热固性 将单体结合在一起的过程称为“聚合”。聚合物基本可分为两大类：热塑性和热固性。热塑性材料加热成型后还可以重新再次软化和成型，基所经历的只是状态的变化而已-这种特性使决定了热塑性材料超音波压合的适应性。热固性材料是通过不可逆反的化学反应生成的，再次加热或加压均不能使已成型的热固性产品软化，所以传统上一直认为热固性材料是不适合使用超音波的。 熔化温度 聚合物的熔点越高，其焊接所需的超音波能量越多. 硬度（弹力系数） 材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。总的说来，愈硬的材料其传导力愈强。 超声波熔接： 以超声波频率振动的焊头，在预定的时间及压力下，磨擦生热，令塑胶接面相互熔合，既牢固，又方便快捷
超声波焊接
超声波焊接 什么是超声波焊接？ 超声波焊是一种快捷，干净，有效的装配工艺，用来装配处理热塑性朔料配件，及一些合成构件的方法。目前被运用的朔胶制品与之间的粘结，塑胶制品与金属配件的粘结及其它非塑胶材料之间的粘结！它取代了溶剂粘胶机械坚固及其它的粘接工艺是一种先进的装配技术！再说明一下,超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果超声波的优点：1，节能2，无需装备散烟散热的通风装置3，成本低,效率高4，容易实现自动化生产！ 接下来说明一下1,超声波焊接机的工作原理!超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能，供应给转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置！！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!!焊接：指的是广义的将两个热塑性塑料产品熔接的过程。当超音停止振动时，
固体材料熔化，完成焊接。其接合点强度接近一整块的连生材料，只要产品的接合面设计得匹配，完全密封是绝对没有什么问题的，碟合：熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。嵌入：将一个金属无件嵌入塑料产品的预留孔内。 具有强度高，成型周期短安装快速的优点！！类似于模具设计中的嵌件！ 弯曲/生成音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。这种方式的优势在于处理的快速，较小的内压，良好的外观及对材料本性的克服。点悍点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局部焊接。点焊也能产生一个强有力的粘合构造，尤其适合一些大型配件、有突起的塑料片或浇注的热塑塑料以及那些结构复杂、难以进入接合面的产品。剪切切和封口一些有序与无序的热塑材料的超音波工艺。用这种方法密封的边缘不开裂，且没有毛边、卷边现象。纺织品/胶片的密封纺织品品及一些胶片的密封也可用到超音波。它可对胶片实行紧压合，还可对纺织品进行整洁的局部剪切与密封。缝合的同时也起到了装饰的作用。影响超音波焊接的因素说起热塑塑料的可焊接力，不能不说到超音波压合对各种树脂的要求。其最主要的因素包括聚合物结构，熔化温度、柔韧
塑料的超声波焊接技术缺陷与预防
塑料的超声波焊接技术缺陷及预防 目前常用的各种零件焊接方式 1．超声波焊接 2，振动焊接 3，旋转焊接 4，热板焊接 5．感应焊接 6，接触电阻焊接 7，热气焊接 8，挤出焊接 超声波焊接和旋转焊接是我们实际中在塑胶产品上应用的最多，最广泛的。接下来只就针对这两种焊接工艺做讲述。其它的焊接工艺，有兴趣的朋友可以自已找资料学习研究和是私下找我商讨也行。 首先，我们一定要真正弄清焊接的原理，只有这样，才能设计出好的焊接结构，才能在这种结构上成为真正的工程师，不然你的所谓经验和资料，都将成为你的绊脚石。 一,焊接的原理： 几乎所有的焊接，都是将两焊接零件的焊接端面分子产生运动，使它们相互扩散，相互缠结。达到相互连接的目的。 如我们的超声波焊接就是利用焊头的高频振动,使两焊接零件高频磨擦，将机械能转化为热能，热能将两焊接面的分子溶解，恢复其活性，
然后在外作用力的辅助下，分子相互缠结来达到焊接目的， 而我们通常用的502胶水，或是其它粘接剂，胶水本是一种高腐蚀的液体，它将焊接面的分子膨涨，恢复其活性，然后在外作用力的辅助下，分子相互缠结来达到焊接目的。其实不难明白。焊接就是一个让分子相互缠结的过程。 二,超声焊接剖析： 2.1:超声波焊接设备，相信各位都有见过，还是再来哆嗦一下。如图：
由上图我们不难明白，超声焊的焊接原理： 1,输入低频电 --->? ---?2.通过电源箱变频，转换成高频电输出> 3.通过变压器装置将高电频信号转换成机械振动。原理就和电铃一样，都是电磁场的高频切换来实现，这个就是我们所谓的超声了。--->? ---?4.通过振幅变压器整合振幅> ---?5.输出能量，将焊头引至高频振动> ---?6.焊头将塑胶零件高频摩擦，产生热能。使塑胶熔化。> 7.风压装置同时下压运动.将两零件融合在一起，然后冷却，达到粘结目的。 接下来着重讲下超声装备各部件的基本参数： 通过电源箱变频后，其输出频率通常在20~50kHZ之间，(20kHZ最常用)其振幅通常在15~60um.也有时候会将其频率调成15Khz.这种声频率适合用来超声较大制件或是较软的材料，如大型的PP材料外壳等。一但将超声将塑胶局部熔化后，超声会立即停止，通常这个超声过程会在0.5~1.5S内完成。 另外一个要了解的是焊头的材料选择： 总体上来讲，如果是用来超声塑胶，我们一般一般选用质量较轻，强度较好，高耐摩擦，超声传导较优秀的金属材料来制作。如我们通常用的有，钛，铝，或是其它合金。 如果是用来作金属+塑胶嵌件超声，(可参考我的嵌件设计教程：
塑料焊接工艺大全
熱塑性塑膠的焊接 通常認爲熱塑性焊接是不可逆的.少數工藝如感應焊接可生産可逆組裝件.至於選擇哪種方法應在製件沒計初作出,因爲焊接方法對製件設計的要求可能是重要的,且不同焊接方法同差別顯蓍. 1.超聲焊接 2.振動焊接 3.旋轉焊接 4.熱板焊接 5.感應焊接 6.接觸(電阻)焊 7.熱氣焊接 8.擠出焊接 熱氣焊接技術通常用來焊接塑膠管,片或半成品製品而不是注塑成型製件.但許多熱塑性模塑製件,特別是熱塑性汽車盤是用熱氣焊接技術修復的,另外熱氣焊接有時用來製備塑膠樣模製件. 超聲焊接 Ultrasonic Welding 焊接距离 近距离焊接指被焊接位距离焊头接触位在6mm以内，远距离焊接则大于6mm，超声波焊接中的能量在塑料件传递时会被衰减地传递。衰减在低硬底塑料里也较厉害，因此，设计时要特别注意要让足够的能量传到加工区域。 远距离焊接，对硬胶（如PS，ABS，AS，PMMA）等比较适合，一些半晶体塑料（如POM，PETP，PBTB，PA）通过合适的形状设计也可用于远距离焊接。 超音波焊接机的工作原理 是通过振荡电路振荡出高频信号由换能器转化成机械能（即频率超出人耳听觉阈值的高频机械振动能），该能量通过焊头传导到塑料工件上，以每秒上几十万次的振动加上压力使塑料工件的接合面剧烈摩擦后熔化。振动停止后维持在工件上的短暂压力使两焊件以分子链接方式凝固为一体。一般焊接时间小于1秒钟，所得到的焊接强度可与本体相媲美。超声波塑料焊接机可用于热塑性塑料的对焊，也用于铆焊、点焊、嵌入、切除等加工工艺。根据产品的外观来设计模具的大小、形状。 焊接材料性能 适合超声波的材料：ABS, Acrylic, PC，PS,SAN，PVC，丙烯酸等非结晶聚合物 不合适超声波的材料：PP, PA等半结晶体 各种热塑性塑料的超声波焊接性
塑料材质对超声波焊接的影响
塑料材质对超声波焊接的影响 作者：威海凯旋超声波时间：2015.1.25 超声波焊接有近域焊接和远域焊接之分，近域焊接是指塑件接口部分与电极臂端部的距离在6mm以内，而超过此距离则称为远域焊接。非结晶性硬质塑料，如PC、PS、SAN、ABS 和PMMA等，对超声能量通常具有良好的透射率，高频振动能经过较长的距离传输到接口区域，因此这些材料在近域或远域均具有良好的焊接性能。而半结晶性塑料具有较强的消声作用，高频振动传输到如PA、PP、PE和POM这样的半结晶性塑料中，超声能量很快衰减，因此半结晶性塑料只适合于近域焊接。对于弹性体及软质塑料，由于具有更强的吸音作用，对它们进行超声焊接不是很有效。 从能量消耗角度而言，非结晶性塑料没有明确的熔点，塑化所需热量即超声能量较少。随着焊接区域温度的上升，物料由高弹态逐渐向粘流态转变，并且能在较宽温度范围内熔化并逐渐凝固。而半结晶性塑料有确定的熔点并需要较高的熔融热，与非结晶聚合物相比，在焊接过程中需要更高的超声能量和振动振幅。 此外，为保证焊接制品质量，应事先对制件的原材料性质及最终性能要求进行充分的考虑，塑料中的一些添加剂如润滑剂、阻燃剂等也会影响材料的焊接性能，在部件设计和焊接参数的调整中对此也要有充分考虑，再结合试验情况正确地进行接口设计，以避免在制件成型后再对模具进行修改。焊接区域的脱模剂、油污也会削弱焊接强度，应及时清洁模腔表面。超声波焊接最适用于硬质非结晶性塑料，连接同种塑料时效果最好。但熔化温度相差在20℃以内，且在化学性质上具有一定相容性的两种塑料，如聚碳酸酯和丙烯酸之间也可进行焊接。表1列出了常用热塑性塑料本身进行焊接时的焊接性能，表中显示，硬质塑料的焊
塑料的超声波焊接
在众多的产品中，塑料的焊接用的可是不少，而且焊接方式也是多式多样。 首先一起来大约了解下，目前常用的各种零件焊接方式（实际上有些我也不曾亲自用过） 1．超声波焊接 2，振动焊接3，旋转焊接 4，热板焊接 5．感应焊接6，接触电阻焊接 7，热气焊接 8，挤出焊接 但超声波焊接和旋转焊接是我们实际中在塑胶产品上应用的最多，最广泛的。接下来只就针对这两种焊接工艺做讲述。其它的焊接工艺，有兴趣的朋友可以自已找资料学习研究和是私下找我商讨也行。 首先，我们一定要真正弄清焊接的原理，只有这样，才能设计出好的焊接结构，才能在这种结构上成为真正的工程师，不然你的所谓经验和资料，都将成为你的绊脚石。 一,焊接的原理： 几乎所有的焊接，都是将两焊接零件的焊接端面分子产生运动，使它们相互扩散，相互缠结。达到相互连接的目的。 如我们的超声波焊接就是利用焊头的高频振动,使两焊接零件高频磨擦，将机械能转化为热能，热能将两焊接面的分子溶解，恢复其活性，然后在外作用力的辅助下，分子相互缠结来达到焊接目的，
而我们通常用的502胶水，或是其它粘接剂，胶水本是一种高腐蚀的液体，它将焊接面的分子膨涨，恢复其活性，然后在外作用力的辅助下，分子相互缠结来达到焊接目的。其实不难明白。焊接就是一个让分子相互缠结的过程。 二,超声焊接剖析： 2.1:超声波焊接设备，相信各位都有见过，还是再来哆嗦一下。如图：
由上图我们不难明白，超声焊的焊接原理： 1,输入低频电 --->? ---?2.通过电源箱变频，转换成高频电输出> 3.通过变压器装置将高电频信号转换成机械振动。原理就和电铃一样，都是电磁场的高频切换来实现，这个就是我们所谓的超声了。--->? ---?4.通过振幅变压器整合振幅> ---?5.输出能量，将焊头引至高频振动> ---?6.焊头将塑胶零件高频摩擦，产生热能。使塑胶熔化。> 7.风压装置同时下压运动.将两零件融合在一起，然后冷却，达到粘结目的。 接下来着重讲下超声装备各部件的基本参数： 通过电源箱变频后，其输出频率通常在20~50kHZ之间，(20kHZ 最常用)其振幅通常在15~60um.也有时候会将其频率调成15Khz.这种声频率适合用来超声较大制件或是较软的材料，如大型的PP材料外壳等。一但将超声将塑胶局部熔化后，超声会立即停止，通常这个超声过程会在0.5~1.5S内完成。 另外一个要了解的是焊头的材料选择： 总体上来讲，如果是用来超声塑胶，我们一般一般选用质量较轻，强度较好，高耐摩擦，超声传导较优秀的金属材料来制作。如我们通常用的有，钛，铝，或是其它合金。 如果是用来作金属+塑胶嵌件超声，(可参考我的嵌件设计教程：
超声波在塑料焊接方面的应用
超声波在塑料焊接方面的应用 超声波塑料焊接机原理： 当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积。 超声波塑料焊接的方法 1、熔接法：超声波振动随焊头将超声波传导至焊件，由于两焊件处声阻大，因此产生局部高温，使焊件交界面熔化。在一定压力下，使两焊件达到美观、快速、坚固的熔接效果。 2、埋植(插)法：螺母或其它金属欲插入塑料工件。首先将超声波传至金属，经高速振动，使金属物直接埋入成型塑胶内，同时将塑胶熔化，其固化后完成埋插。 3、铆接法：欲将金属和塑料或两块性质不同的塑料接合起来，可利用超声波铆接法，使焊件不易脆化、美观、坚固。 4、点焊法：利用小型焊头将两件大型塑料制品分点焊接，或整排齿状的焊头直接压于两件塑料工件上，从而达到点焊的效果。 5、成型法：利用超声波将塑料工件瞬间熔化成型，当塑料凝固时可使金属或其它材质的塑料牢固。 6、切除法：利用焊头及底座的特别设计方式，当塑料工件刚射出时，直接压于塑料的枝干上，通过超声波传导达到切除的效果。 超声波金属焊接的原理 超声波金属焊接是19世纪30年代偶然发现的。当时在作电流点焊电极加超声振动试验时，发现不通电流也能焊接上，因而发展了超声金属冷焊技术。超声波焊接虽然发现较早，但是到目前为止，其作用机理还不是很清楚。它类似于摩擦焊，但有区别，超声焊接时间很短，温度低于再结晶；它与压力焊也不相同，因为所加的静压力比压力焊小的多。一般认为在超声波焊接过程中的初始阶段，切向振动出去金属表面的氧化物，并是粗糙表面的突出部分产生反复的微焊和破坏的过程而使接触面积增大，同时使焊区温度升高，在焊件交界面产生塑性变形。这样在接触压力的作用下，相互接近到原子引力能够发生作用的距离时，即形成焊点。焊接时间过长，或超声波振幅过大会使焊接强度下降，甚至破坏。 超声波金属焊接原理，现国际上并无公论。 超声波金属焊接的特点 超声波金属焊接的特点是：不需要焊剂和外加热，不因受热而变形，没有残余应力，对焊件表面的焊前处理要求不高。不但同类金属，而且异类金属之间也可以焊接。可以将薄片或细丝焊接在厚板上。超声焊接良导电体的能量比电流焊接少的多，常用于晶体管或集成电路的引线的焊接。用于药物和易爆材料的密封焊时，能避免一般焊接因有溶解物体而污染药品，不会因受热而发生爆炸等等。 超声波金属焊接的应用
超声波塑料焊接的原理和理论
超声波塑料焊接的原理和理论
超声波塑料焊接机的原理和理论 随着材料工业的迅速民展，其中以重量轻、摩擦力小、耐腐蚀、易加工的塑料及其金属的复合材料的应用受到人们的重视。塑料的各种制品，已渗透到人们日常生活的各个领域，同时也被广泛应用到航空、船舶、汽车、电器、包装、玩具、电子、纺织等行业。然而，由于注塑工艺等因素的限制，在相当一部分形状复杂的塑料制品不能一次注塑成型，这就需要粘接，而沿用多年的塑料粘接和热合工艺又相当落后，不仅效率低，且粘接剂还有一定的毒性，引起环境污染和劳动保护等问题。传统的这种工艺已不能适用现代塑料工业的发展需要，于是一种新颖的塑料加工技术——超声波塑料焊接以其高效、优质、美观、节能等优越性脱颖而出。超声波塑料焊接机在焊接塑料制品时，即不要填加任何粘接剂、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，超声波焊接技术越来越广泛地获得应用。 一．超声波塑料焊接机的工作原理。
超声波塑胶焊接原理:由发生器产生20KHZ，（或15KHZ）的高压，高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工作表面及内在分子间的磨擦而使传导到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工件焊接口迅速溶化，继而填充于接口间的空隙，当振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定型，便达成完美的焊接. 二．超声波焊接是如何工作的。 超声波焊接原理是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40千赫兹电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的调幅器装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将塑料熔化。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜。
超声波焊接原理
超声波焊接原理及使用 当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的 高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量 传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生 局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合 成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近 于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅， 所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值， 能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的 边长与边缘每1mm的最佳压力之积。 焊接方法 1、熔接法：超声波振动随焊头将超声波传导至焊件，由于两焊 件处声阻大，因此产生局部高温，使焊件交界面熔化。在一定压力下，使两焊件达到美观、快速、坚固的熔接效果。 2、埋植(插)法：螺母或其它金属欲插入塑料工件。首先将超声 波传至金属，经高速振动，使金属物直接埋入成型塑胶内，同时将 塑胶熔化，其固化后完成埋插。 3、铆接法：欲将金属和塑料或两块性质不同的塑料接合起来， 可利用超声波铆接法，使焊件不易脆化、美观、坚固。 4、点焊法：利用小型焊头将两件大型塑料制品分点焊接，或整 排齿状的焊头直接压于两件塑料工件上，从而达到点焊的效果。
5、成型法：利用超声波将塑料工件瞬间熔化成型，当塑料凝固 时可使金属或其它材质的塑料牢固。 6、切除法：利用焊头及底座的特别设计方式，当塑料工件刚射 出时，直接压于塑料的枝干上，通过超声波传导达到切除的效果。 影响焊接的因素 其最主要的因素包括聚合物结构，熔化温度、柔韧性（硬度）、化学结构。 1、聚合物结构： 非结晶聚合物分子排列无序、有明显的使材料逐步变软、熔化 及至流动的温度（Tg玻璃化温度）。这类树脂通常能有效传输超音 速振动并在相当广泛的压力/振幅范围内实现良好的焊接。 半结晶型聚合物分子排列有序，有明显的熔点（Tm熔化温度） 和再度凝固点。固态的结晶型聚合物是富有弹性的，能吸收部分高 频机械振动。所以此类聚合物是不易于将超声波振动能量传至压合面，帮要求更高的振幅。需要很高的能量（高熔化热度）才能把半 结晶型的结构打断从而使材料从结晶状态变为粘流状态，这也决定 了这类材料熔点的明显性，熔化的材料一旦离开热源，温度有所降 低便会导致材料的迅速凝固。所以必须考虑这类材料的特殊性（例如：高振幅、接合点的良好设计、与超音夹具的有效接触、及优良 的工作设备）才能取得超声波焊接的成功。 2、熔化温度 聚合物的熔点越高，其焊接所需的超音波能量越多. 3、硬度（弹力系数） 材料的硬度对其是否能有效传输超音速振动是很有影响的。总 的说来，愈硬的材料其传导力愈强。 4、化学结构 超声粘接是塑胶玩具业中使用得非常广泛的一种紧固联接的方法，但并非所有的塑胶都可以超声粘接的。这跟塑胶的性能有关系，一般来讲，非极性化合物(如PP， PE)是很难超声的，极性化合物 是可以超声的，而且极性化合物之间也是可以超声的，如PS与PMMA之间是可以超声的，典型的产品，如望远镜系列，望远镜的 镜片是PMMA的，而镜身可能是PS或者ABS，就可直接把