技术分享
超声波焊接
01
超声波焊接概念及原理
概念：超声波焊接利用超声波振动频率，接触摩擦产生热能而使两个塑胶件在焊接界面熔融而固定在一起。超声波焊接是一种快捷、干净、有效的装配工艺，用于满足塑胶件高强度的装配要求，是广泛使用的一种先进装配技术，适用于多种类型塑胶件的装配。
原理：通过超声波发生器将50Hz或60Hz电流转换成15、20、30或40kHz的电能，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塑胶件的界面，在该区域，振动能量通过摩擦方式被转换为热能，将塑料熔化，振动停止后维持在塑胶件上的短暂压力使两塑胶件以分子连接方式凝固为一体。
02
超声波焊接的优势
焊接速度快，效率高
多数超声波焊接可以在0.1?0.5s之内完成。
成本低
由于效率高，人工成本低，同时省去了大量夹具、粘合剂或者机械紧固件等的使用，因此超声波焊接是一种非常经济的塑胶件装配方式。
强度高
超声波焊接几乎可以达到塑胶件本体强度的80%以上。
焊接点美观
表面质量好，焊点美观，可以实现无缝焊接。
操作简单
工序简洁，操作简单，可以实现自动化焊接。
03
超声波焊接的局限性
材料的限制性
超声波焊接并不能够焊接所有的塑料，这是超声波焊接最大的局限性。有的塑料焊接性能好，有的塑料焊接性能差，且超声波焊接一般仅适合于一种或者相似塑料之间的焊接。如果两个塑胶件材料不同，多数时候超声波焊接无能为力。因此，一旦选定超声波焊接工艺，就不能轻易更改零件材料。
不可拆卸性
超声波焊接是不可拆卸性连接，无法进行返工。一旦两个零件经过超声波焊接装配成一体，之后如果发现产品存在质量问题，零件无法进行返工。
零件大小和形状的限制
中小型的塑胶件适合超声波焊接，尺寸一般小于mmxmm，较大的零件可能需要多个焊接工序，焊接效果可能不理想。超声波焊接一般适用于形状比较单一的塑胶件，对于形状复杂的塑胶件，焊接质量可能较低。
零件结构强度的限制
超声波的能量很大，在焊接过程中有可能造成塑胶件本身因为强度不够而发生损坏，同时也可能造成产品内部其他零部件的损坏。因此，在进行产品设计时，应尽可能增加塑胶件的强度和产品内部其他零部件的强度，或者将零部件远离焊接区域，尽量把强度不高的其他零部件安排在超声波焊接工序之后再进行装配。
04
其它超声波焊接方法
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。
埋植法：螺母或其他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，其固化后完成埋植。
铆接法：超声波铆接是通过超声波振动，把塑胶件支柱熔化成一定的形状，从而把塑胶件和其它类型的零件紧固在一起。广泛应用于塑胶件与金属端子、弹片、电路板和FPC等的紧固。
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。
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。
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