超聲波焊接的步驟

超聲波焊接的詳細步驟如圖所示：（超聲波焊接的詳細步驟）

步：兩個焊接塑膠件先后被放置在焊接夾具中。

第二步：焊頭下移，接觸上部塑膠件。

第三步：壓力通過焊頭，把兩個塑膠件件壓緊。

第四步：焊頭以15千赫茲或20千赫茲每秒的頻率垂直振動，機械振動能量傳導到兩個塑膠件的初始接觸區(qū)域，劇烈摩擦產生熱能，當焊接界面的溫度達到塑料的熔點后，塑料熔化并流動，振動停止，這一段時間稱為熔化時間。

第五步：繼續(xù)保持壓力一段時間直到熔化的塑料冷卻并固化，這段時間稱為保壓時間。

第六步：一旦熔化的塑料固化，去除壓力，退回焊頭，兩個塑膠件熔合在一起，超聲波焊接過程完成。

塑料的超聲波焊接性能

塑料分為熱固性塑料和熱塑性塑料。熱固性塑料可塑但不可逆。次加熱時可熔化流動，加熱到一定溫度，產生化學反應，交聯固化變硬而形成固體；但這種變化時不可逆的，當重新受熱加壓時，熱固性塑料不能再次熔化。因此，超聲波焊接不能焊接熱固性塑料。熱塑性塑料可塑又可逆；當加熱形成固體后，其內部結構僅經歷形態(tài)的變化，是可逆的；重新加熱和加壓時，能夠重新熔化并再次形成固體。4、采用預超聲波焊接方式，在與產品接觸前釋放超聲波，可減少脫位。超聲波焊接能夠焊接大部分的熱塑性塑料。

熱塑性塑料又分為無定形塑料和半結晶塑料，由于二者的分子結構和排布不同，二者的超聲波焊接性能又有所差別。

無定形塑料的分子結構呈隨機分布，沒有一個明確的熔點Tm，其在一個很廣泛的溫度范圍內逐步軟化、熔化和流動；而不是一旦加熱到某個溫度就立即從固體熔化，然后又立即固化。無定形塑料這種特性非常易于傳導超聲波振動能力，能夠在較大的壓力和振幅范圍內進行超聲波焊接。由于動力電池需求量的擴大，在生產制作過程中對超聲波金屬焊接機的需求標準要求以及產能也不斷的擴大，超聲波焊接技術核心技術競爭力已成為廠家耐以生存的特性，我們不斷研發(fā)新技術用來滿足動力電池極耳的焊接。

半結晶塑料的分子結構在局部呈規(guī)律性分布，有一個明確的熔點Tm，在溫度達到熔點之前，半結晶塑料始終保持著固態(tài)；當溫度達到熔點后，整個分子鏈立刻開始運動，并立即固化。無定形塑料和半結晶塑料的熔化過程區(qū)別如圖所示。

半結晶塑料呈規(guī)律性分布的分子結構類似于彈簧，非常容易吸收高頻的超聲波振動能量，使得能量很難從焊頭傳導到焊接界面，必須有足夠大的超聲波能量才能使得半結晶塑料熔化。因此，相對于無定形塑料，半結晶塑料比較難焊接。為了使得半結晶塑料獲得較高的焊接質量，往往需要考慮更多的因素，例如，較高的振幅、合適的焊接界面設計、焊頭的接觸、焊接的距離以及焊接夾具等。事實上超聲波焊接機換模后，超聲焊接機焊接效果不好、不達標，基本都不是超聲波焊接機出現了問題，而是換模后，沒有正確調試導致的。無定形塑料和半結晶塑料的超聲波焊接難易程度如表2所示。

塑料焊接機技術在汽車行業(yè)的應用

汽車用塑料分為兩種：一種是熱固性塑料，它們能夠經受住普通的烘漆操作；一種是熱塑性塑料， 具有加工容易、快速的優(yōu)點。在車用塑料中，居前7位的塑料材料品種與所占比例大致為：聚21％、聚氨酯19．6％、聚12．2％、熱固性復合材料10．4％、ABS 8％、尼龍7．8％、聚乙烯6％。    塑料的連接是其廣泛應用的關鍵環(huán)節(jié)。塑料可以通過機械緊固、粘接或焊接進行連接。緊固連接速度快，適用于所有塑料，但是成本高、會產生應力集中，不能形成密封接頭或獲得適當的性能。超聲波焊接是通過超聲波發(fā)生器將50/60赫茲電流轉換成15、20、30或40KHz電能。粘接能獲得優(yōu)良的性能和接頭，但操作困難，需要精心地進行接頭和表面制備，而且速度很慢，不適于大批量生產。而熱風塑料焊接經濟、簡單、快捷、可靠，能形成靜態(tài)強度接近于母材的接頭，因而適用于大批量生產，在汽車工業(yè)獲得了愈來愈廣泛的應用。塑料焊接技術水平已經成為了衡量汽車生產技術水平及新材料開發(fā)水平的標志之一。 汽車工業(yè)各種塑料焊接方法

      塑料的焊接局限于熱塑性塑料的焊接 ，因為只有熱塑性塑料在加熱時可以熔化或軟化，而熱固性塑料加熱時不能軟化和重熔。熱風焊接類似于金屬的氧氣焊，只不過后者用明火前者用熱氣流加熱。熱氣焊過程中，來自焊槍（推薦使用LEISTER焊槍）中的熱氣流(典型的溫度為20-700°C, 連續(xù)調節(jié)，流速達230L／ min)同時對焊條和焊件加熱，當材料表面軟化達到黏稠狀態(tài)時，焊條連續(xù)壓進到焊縫中。 焊條材料完全與母材成份相同，通常是圓形的(直徑約5mm) ，焊接厚板時采用多焊道焊接。2）高周波熔接機工作原理是介質材料在高頻電磁的作用下使物料內部分子間互相激烈碰撞產生高溫終達到焊接和熔接的目的。圓形焊條的一個缺點是在多焊道過程中空氣泡容易截留在焊縫中，造成強度降低，這個問題可以通過采用三角形截面焊條解決?？捎脽犸L焊接的典型材料包括聚、聚乙烯、聚、有機玻璃、聚碳酸酯、聚甲醛、聚、尼龍、ABS等。 熱風焊接的主要優(yōu)點是適應性(靈活性)強，可用簡單的便攜式設備加工大型、復雜的零部件。

如何正確選擇塑料焊接機設備

塑料焊接大體有兩種方法：粘接和焊接。一般來講，粘接工藝生產效率低、不美觀，且膠粘劑都有一定的毒性；而焊接工藝相對來說生產、焊件美觀、焊接強度高，所以，塑料焊接工藝得到了越來越廣泛的應用。

       首先，要選取正確的可焊接的材料。在實際生產過程中，只有分子結構相同或相近的熱塑性塑料才能進行焊接。在焊接面上是分子間的化學結合，所以母體材料越相近，焊接效果越好。原因就是蝙蝠能發(fā)出2～10萬赫茲的超聲波，這好比是一座活動的“雷達站”。同時，塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接質量有很大的關系，它們改變了材料的物理特性。填充物含量超過 30% 時，由于表面塑料比例不足，分子間融合的不夠，會降低焊接密封性。

       其次還要根據材料種類和制品形狀、成本的的高低采取適當的焊接方法。按所采用的加熱軟化方式的不同，塑料焊接可分為通過外加熱源、機械運動及電磁作用軟化等幾種。