超聲波焊接的工作原理

超聲波焊接的基本過程可以通過以下步驟來描述：

　　1.待焊接的部件放置在鐵砧或夾具中。

　　2.喇叭接觸待焊接的部件。

　　3.施加壓力以使喇叭與焊接材料接觸并將它們保持在一起。

　　4.喇叭提供超聲波振動來加熱材料。振動上下或左右移動不到一毫米。

　　5.材料焊接在一起。

　　6.喇叭縮回，焊接材料可從鐵砧上取下。

　　焊接時間，施加的壓力和溫度由焊接設(shè)備內(nèi)的計算機或微處理器控制。在焊接過程中實際發(fā)生的事情取決于材料的性質(zhì)。在這種情況下，存在焊接表面不完整的風(fēng)險，這可能導(dǎo)致焊接強度降低。在金屬中，超聲波振動平行于材料平面?zhèn)鬟f。摩擦熱使金屬表面的溫度升高到熔化溫度的約三分之一，但不會熔化金屬。相反，熱量從表面去除金屬氧化物和薄膜。這允許金屬原子在兩個表面之間移動并形成將金屬保持在一起的鍵。

　　在塑料的情況下，振動垂直于材料的平面，并且摩擦熱使溫度升高到足以熔化塑料。塑料分子混合在一起形成鍵。冷卻后，塑料表面焊接在一起。焊接時間可以變化，但焊接可以在短至0.25秒內(nèi)形成。

　　超聲波焊接中變化的因素是聲波的頻率（通常為20,30或40 kHz），用于將材料保持在一起的壓力，以及超聲波應(yīng)用的時間（分數(shù)秒到超過一秒）。

　　超聲波焊接與傳統(tǒng)方法相比具有許多優(yōu)點。例如，相對于其他方法，焊接在低溫下發(fā)生。因此，制造商不需要消耗大量的燃料或其他能量來達到高溫。這使得該過程更便宜。它也更快更安全。

　　該過程在幾秒到幾秒內(nèi)發(fā)生。因此，它可以比其他方法更快地完成。事實上，它可以比膠水更好，更快地粘合塑料。如果您遇到輕微的殘留物堆積，可以使用高溫涂層上的硬線刷和低溫特氟龍涂層上的軟布清潔板上。例如，汽車中的新智能鑰匙中有一個轉(zhuǎn)發(fā)器芯片。汽車只能在感應(yīng)到芯片時啟動。為了制作鑰匙，金屬鑰匙坯的一端和芯片放入塑料頂部的一半。另一半放在它們上面并粘合到基部的一半。這種粘合通常用膠水完成，這需要時間來固化。在不到一秒的時間內(nèi)，可以使用超聲波焊接完成相同的任務(wù)。

　　后，超聲波焊接與相同材料的傳統(tǒng)焊接一樣堅固耐用 - 這只是該方法用于汽車制造的原因之一。為了使汽車更輕，更省油，汽車制造商正在將鋁作為汽車車身的主要金屬。與傳統(tǒng)焊接相比，超聲波焊接可用于在更短的時間內(nèi)和更低的溫度下粘合金屬。

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能量聚焦的原理

　超聲波焊接的秘訣在于將超聲波與能量導(dǎo)向器聚焦在一起。以這種方式，可以產(chǎn)生熱量并隨后熔化，限制在局部限定的區(qū)域，同時僅使用很少的能量。大面積接觸面會適得其反;它們需要高功率并且僅實現(xiàn)強度差的未定義連接區(qū)域。

　　通過以下方式實現(xiàn)能源聚焦

　　能源總監(jiān)（ED）

　　超聲波發(fā)生器設(shè)計

　　鐵砧輪廓的輪廓

　　由于關(guān)節(jié)設(shè)計的變化，能量聚焦的可能性

　

哪些是可焊接塑料？

有熱塑性材料，彈性體和熱固性樹脂：熱塑性材料是通過加熱處理的塑料，非常適合超聲波焊接。彈性體是通過交聯(lián)加工的塑料;他們對超聲波沒有反應(yīng)。這同樣適用于通過固化處理并且不能通過超聲波焊接的熱固性樹脂。

　　塑料焊接被定義為熱塑性材料的分子材料結(jié)合。作為一般規(guī)則：只能相同地焊接相同的熱塑性材料。

　　所有熱塑性材料（PTFE除外）均可焊接。

　　決定性的材料特性：

　　電子模塊：促進聲音傳導(dǎo)并確定耦合

　　阻尼：促進發(fā)熱

　　熔點：確定熱量需求

　　熔體粘度：高粘度熔體可以更容易地保持在連接區(qū)域內(nèi)，工藝順序更均勻

　　以下因素對可焊性有不好的影響：

　　添加劑，如防火劑

　　水分（特別是聚酰胺）

　　以下添加劑對焊接工作有積極影響：

　　玻璃纖維

　　玻璃珠

　　這些增強材料主要改善半結(jié)晶塑料的聲導(dǎo)電性。