超聲波焊接機(jī)的工作原理以及如何控制溫度

原理

當(dāng)超聲波接觸到塑料件之后，會在接觸面上產(chǎn)生高頻振動（能夠達(dá)到每秒幾萬次），高頻振動能夠傳導(dǎo)能量，將能量傳導(dǎo)到焊接區(qū)域，而焊接區(qū)有一個特點就是阻抗大，當(dāng)能量傳導(dǎo)到這里后就會在局部產(chǎn)生高溫，就可以將塑料件熔化掉，然后再對塑料件施加一定的壓力，使兩個塑料件融合在一起，當(dāng)超聲波停止作用之后，過一段時間凝固成型，就可以完成兩個塑料件的熔接。6、使用高功率、高振幅的超聲波設(shè)備進(jìn)行焊接，在較短的時間內(nèi)完成焊接。

溫度

超聲波焊接機(jī)在焊接時的溫度該如何控制呢？首先，材料的硬度對溫度有很大的影響，材料的硬度越大，傳導(dǎo)振動的能力就會越好。而塑料件處于熔融狀態(tài)的時候會比較軟，這樣就會使傳導(dǎo)能力減弱，分子間的摩擦變?nèi)?，超聲波的能量就很短的時間內(nèi)就會停止。所以，在焊接的時候，超聲波焊接機(jī)的溫度需要比焊接塑料件的熔點溫度稍高點。

臺州市錦亞機(jī)械制造有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)塑料線性振動摩擦焊接機(jī)，熱鉚焊接機(jī)，熱板焊接機(jī)，多頭非標(biāo)型超聲波塑料焊接機(jī)，以及非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、自動化設(shè)備、治具等研發(fā)、設(shè)計、制造及銷售為一體的技術(shù)服務(wù)性實體公司。焊接套件的諧振頻率必須緊密匹配來自發(fā)生器的電信號的頻率（相差少于30Hz）。

超聲波焊接中的重要工藝參數(shù)

影響超聲波焊接質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素是超聲波焊接能量。焊接能量過大，容易造成焊接過度、產(chǎn)生毛邊，或者造成塑膠件變形、薄弱處斷裂甚至造成其它零部件損壞。但在另一方面，如果焊接能量過小，兩個塑膠件不能的熔合在一起，造成焊接強(qiáng)度低。超聲波是指頻率大于20000Hz以上的聲波，超聲波是聲波大家族中的一員，其超出了人耳聽覺的上限（20000Hz），故而得名超聲波。超聲波焊接能量與以下工藝參數(shù)有關(guān)，如圖所示，超聲波焊接過程中工藝參數(shù)的調(diào)整歸根結(jié)底為對焊接能量的調(diào)整。

頻率頻率是指超聲波的頻率，包括15、20、30或40千赫茲。超聲波焊接機(jī)有著固定的頻率，無法調(diào)整。頻率越大，焊接能量越大。

振幅振幅是指焊頭表面振動的幅度，其等于換能器表面振幅與調(diào)幅器增益以及焊頭增益之積，振幅可通過調(diào)幅器和焊頭進(jìn)行調(diào)節(jié)。

振幅越大，焊接能量越大。不同塑料對于振幅的要求不一樣；相對于無定形塑料，半結(jié)晶塑料要求更高的振幅；熔點較高的塑料要求更高的振幅。表2顯示了多種塑料在20千赫茲下推薦使用的振幅。

焊接機(jī)、熱板機(jī)兩者有什么區(qū)別

一、工作原理不同熱板機(jī)主要通過一個由溫度控制的加熱板來焊接塑料件。焊接時，加熱板置于兩個塑料件之間，當(dāng)工件緊貼住加熱板時，塑料開始熔化。在一段時間的加熱之后，工件表面的塑料將達(dá)到一定的熔化程度，此時工件向兩邊分開，撤走加熱板，隨后將兩工件并合在一起，當(dāng)達(dá)到一定的焊接時間和焊接深度之后，整個焊接過程完成。超聲波塑料焊接機(jī)主要通過換能器將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動能，通過焊頭傳遞給塑料工件，以每秒上萬次的超聲頻率及一定的振幅使塑料工件的接合面劇烈磨擦后熔化。5．先清潔后維修對污染較重的電氣設(shè)備，先對其按鈕、接線點、接觸點進(jìn)行清潔，檢查外部控制鍵是否失靈。熔化到一定程度后，兩塑料工件開始粘合，并且在一定的時間和壓力作用下，連接為一個整體，產(chǎn)品焊接過程完成。

如何正確選擇塑料焊接機(jī)設(shè)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(chǎn)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(chǎn)、焊件美觀、焊接強(qiáng)度高，所以，塑料焊接工藝得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

       首先，要選取正確的可焊接的材料。在實際生產(chǎn)過程中，只有分子結(jié)構(gòu)相同或相近的熱塑性塑料才能進(jìn)行焊接。在焊接面上是分子間的化學(xué)結(jié)合，所以母體材料越相近，焊接效果越好。同時，塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接質(zhì)量有很大的關(guān)系，它們改變了材料的物理特性。4、采用預(yù)超聲波焊接方式，在與產(chǎn)品接觸前釋放超聲波，可減少脫位。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(jù)材料種類和制品形狀、成本的的高低采取適當(dāng)?shù)暮附臃椒?。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(jī)械運動及電磁作用軟化等幾種。