超声波金属焊接机原理与应用一、超声波金属焊接机基础知识

超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属表面相 互摩擦而形成分子层之间的熔合，其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、无火花、接近冷态加工；缺点是所焊 接金属件不能太厚（一般小于或等于5mm）、焊点位不能太大、需要加压。

焊接优点：

1）焊接材料不熔融，不脆弱金 属特性。

2）焊接后导电性好，机器人自动化生产线设计，电阻系数极低或近乎零。

3）对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。

4）焊接时间短，不 需任何助焊剂、气体、焊料。

5）焊接无火花，环保安全。

超声波发生器（1）功率较大的超声波塑料焊接机，发生器信号采用锁相式频率自动跟踪电路，使发生器输出的频率基本上与换能器谐振频率一致。（2）功率在500W以上的超声波塑料焊接机所用发生器采用自激式功率振荡器，自动化生产线机器人调试，也具有一定的频率跟踪能力

超声波塑料焊接机使用的声学系统

（1）换能器超声波塑料焊接机用的声学系统包括三个部分：1驱动部分2固定部分3工作部分。在以上三个组成部分中，驱动是，一般采用螺栓夹紧的纵向振动换能器，其中半波长纵向振子与四分之一的波长纵向振子，半波长纵向振与半波长聚能器相连接组成一个全波长塑料焊接换能器，而四分之一波长纵向振子与四分之一波长聚能器相连，机器人冲压自动化生产线，组成一个半波长换能器。（2）工具头对不同的焊接对象需要有不同工具头，不管是近场焊接还是传输焊接，只有半波长的工具头才能使焊接端面达到振幅。工具头，有带振幅放大的和不带振幅放大的两种。塑料焊接机用声学系统工具头，所用材料通常为铝合金，其端面镀硬质合金，功率较大时也有用钛合金材料制成的，该材料疲劳强度比铝合金高一倍多。

塑料产品对超声焊接的影响

塑料件经过注塑、挤压或吹塑等的不同加工形式以及不同的加工条件都会形成对超声焊接产生一定影响的因素。

A：湿度缺陷：湿度缺陷一般在制作有条纹或疏松的塑料件过程中形成，湿度缺陷在焊接中衰减有用能量，使密封位渗水，机器人自动化生产线，加长焊接时间，所以湿度高的塑料件在焊接前要作烘干处理。如聚甲醛等。

B：注塑过程的影响：

注塑过程参数的调整会引致如下缺陷：

① 尺寸变化(收缩、弯曲变形)

② 重量变化

③ 表面损伤

④ 统一性不佳

C：保存期：塑料件注塑加工出来后，一般少放置24小时后，再进行焊接，以消除塑料件本身应力、变形等因素。无定形塑料通过注塑出来的塑料件可不按此要求。

D：再生塑料

再生塑料的强度比较差，对超声波焊接适应性也较差，所以如用再生塑料，各种设计尺寸均要酌情加以考虑。

E：脱模剂和杂质

脱模剂和杂质对超声波焊接有一定的影响。虽然超声波加工时可将加工表面的溶剂、杂质等震开，但对于要求密封、或在高强度的情况下，应尽可能去除。在有些情况下，先清洗塑料件是必要的。

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