深入分析超声波焊接原理

超声波焊接原理

　　随着工业生产的迅速发展，塑料以其 重量轻、比强度高、耐腐蚀、易加工等优点广泛用于国民经济和人民生活的各个领域。但是，由于加工工艺等方面的原因，很多结构复杂的产品不能一次加工成型，需要把多个零部件无缝连接到一起，大体有两种方法：粘接和焊接。一般来将，粘接工艺生产效率低并且胶粘剂都有一定的毒性，容易引起环境污染和危害生产人员健康的不良后果。所以，超声波塑焊机的塑料焊接工艺得到了越来越广泛的应用。

　   在实际生产过程中，并不是所有的塑料材料都可以进行焊接，能够被激光焊接的塑料均属于热塑性塑料， 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。下图是一些常见塑料焊接相容性的比较。

　　我们还需要考虑 到 影响焊接质量的因素才能得到较好的焊接效果。在进行焊接时，压力、时间、吸热量（熔融量）是确保焊接质量的三要素。

1. 超声波焊接压力

　　对焊接表面施加适当的压力，焊接材料将由弹性向塑性过渡，还可以促进了分子相互扩散并挤去焊缝中的残余空气，从而增加焊接面密封性能。

2. 超声波焊接时间

　　要有适当的热熔时间和足够的冷却时间。当热功率一定时，时间不够会出现虚焊，时间过长会造成焊件变形，熔渣溢出，有时还会在非焊接部位出现热斑（变色）。必须保证焊接面吸收足够的热量达到充分熔融的状态，才能保证分子间充分扩散融合，同时必须保证足够的冷却时间使焊缝达到足够的强度。

3. 熔融量

　　热熔时间和热功率协调调整才会的到最恰当的熔融量，保证足够的分子间融合，消除虚焊的现象。除了焊接设备和操作人员技能水平外，来之于塑料内部或外部的各种因素，对焊接质量有一定的影，应当引起重视。

4.塑料的吸湿性

　　如果焊接潮湿的塑料制品，内含的水分会在受热后化为蒸汽跑出而在焊面上出现气泡，使焊接面密封性能减弱。吸湿较为严重的材料有 PA 、 ABS 、 PMMA 等。用这些材料做的制品，焊前必须进行干燥处理。

5.塑料中的填充物

　　如玻璃纤维、滑石粉、云母等，它们改变了材料的物理特性。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。填充物含量低于 20% 的的塑料可以正常进行焊接，不需要进行特殊的处理。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，会降低密封性。

6.焊接面的清洁

　　焊接表面必须清洁没有杂质，才能保证足够的焊接强度和气密性。

      随着工业生产的需要，超声波焊接机技术会得到更加广泛的应用，也会有技术更为先进、使用更为方便的焊接技术出现。