高新技术企业ISO9001
服务热线：0755-33878728
超声波塑料焊接原理
超声波塑料焊接原理及过程
超声波塑料焊接（ ultrasonic welding ）是一种非接触性焊接方式， 超声波焊接是通过超声波发生器将 50/60 赫兹电流转换成 15 、 20 、 30 或 40 KHz 电能。振动能量被通过摩擦方式转换成热能， 将塑料熔化从而产生粘接力的焊接方式。超声波焊接可以应用 于大多数车用工程塑料的粘接工艺中，成为粘接工艺的重要技 术资源之一，具有广泛的应用前景。 超声波焊接时通过以超声波方式作为载体的电能，转化为一定振幅的，作用于焊接区，在两个焊接的交界面处声阻较大的 区域产生局部高温，热量聚集在焊接材料的中间，由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，使得塑料接触面迅速融化，在应力作用下，使粘接面融合在一起。通过冷却成型，实现粘接面牢固结合的焊接目的。这种焊接强度能接近于原材料强度，材料特性不发生直接影响和变化的焊接方式，具有保持材料相关塑性特质，对粘接件的弹性和机械强度影响很小，符合工程粘接的工艺技术要求。
如图 1 所示，超声波焊接过程分为以下四个阶段:
第一阶段焊头与零件接触，施压并开始振动 。 摩擦发热量熔化导能筋，熔液流入结合面 。 随着两零件之间距离的减少，焊接位移量( 两零件之间由于熔体流动产生的距离减小值) 开始增加 。 起 初焊接位移量快速增加，然后在熔化的导能筋铺展并接触下零件表面时放慢增速 。 在固态摩擦阶段，发热是由于两表面之间的摩擦能和零件中的内摩擦产生的 。 摩擦发热使聚合物材料升温至其熔点 。 发热量取决于作用频率 、 振幅和压力;
第二阶段熔化速度增加导致焊接位移量增大及两零件表面相接触 。 此阶段形成薄的熔化层， 由于持续发热，熔化层厚度增加 。 此阶段的热量是由粘性耗散( viscous dissipation ) 产生;
第三阶段焊缝中溶液层厚度保持不变且伴随 着恒温分布，出现稳态熔化;
第四阶段在经过设定的时间或达到特定的能 量 、 功率级或距离之后，电源切断，超声振动停止， 开始进入第4阶段 。 压力得以保持，使部分额外熔液挤出结合面 。 在焊缝冷却和凝固时达到最大位移量，并发生分子间扩散 。
