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發布時間：2021-10-24 11:13

超聲波的特性

從超聲波焊接的角度，超聲波具有三個非常重要的特性，這三個特性與超聲波的焊接質量密切相關，是超聲波焊接過程中發生的諸多現象的根源。2）高周波是指聲波的頻率大于100KHZ時，我們就稱之為高周波，高周波熔接機正是利用的高周波的這項技術。理解這三個特性有助于理解超聲波焊接的工藝要求，產品設計工程師從而可以正確的設計超聲波焊接結構來滿足超聲波焊接的工藝要求，提高超聲波的焊接質量。

超聲波的三個特性、產生的焊接現象、及其對塑膠件結構設計要求如表1所示:

1) 能量大；超聲波能夠產生的比聲波大得多的能量，這是超聲波能夠對塑膠件件進行焊接的基礎，同時這也是超聲波焊接強度較高的根本原因；正由于其產生巨大能量的能力，超聲波甚至能夠進行金屬零件的焊接；而在另一個方面，恰恰由于能量大，超聲波有可能對焊接界面造成；同時可能對塑膠件其它部位或者塑膠件上已經裝配的其它零部件造成損壞。超聲波線就是超聲波導熔超點定位裝置，通常以接觸線（或接觸點）形式出現在塑料模具上。

2) 方向性好，幾乎是直線傳播；由于超聲波的波長很短，衍射效應不顯著，所以可以近似地認為超聲波是沿直線傳播，即傳播的方向性好，容易得到定向而集中的超聲波束。5）塑料焊接設備加裝在機械加工生產線上，易于實現機械化和自動化程度，方便管理，節約人力物力，大大提高生產效率。因此，這要求超聲波焊頭與焊接零件保持足夠大的接觸面積，保證超聲波能能夠傳導到焊接界面。同時，如果在傳播方向上存在孔洞等，超聲波就難繞過孔洞傳導能量，這也是超聲波結構設計時需要注意的地方。

3) 衰減性；盡管超聲波的穿透能力強，但超聲波在物體里傳播始終都存在著衰減，傳播的距離越遠，能量衰減越厲害。較大的、復雜的、奇形怪狀的或小批量零件通常采用澆注型軟質聚氨酯裝夾。另外，在不同的塑料中，超聲波能量的衰減程度不一致。例如，在無定形塑料中，如ABS，其能量衰減程度較小，兩個ABS塑膠件即使是遠程焊接也能保證焊接質量；在半結晶塑料中，如PA66，超聲波能量衰減程度大，超聲波傳播距離較短，很難保證遠程焊接的質量。

超聲波焊接中的重要工藝參數

影響超聲波焊接質量的一個關鍵因素是超聲波焊接能量。事實上超聲波焊接機換模后，超聲焊接機焊接效果不好、不達標，基本都不是超聲波焊接機出現了問題，而是換模后，沒有正確調試導致的。焊接能量過大，容易造成焊接過度、產生毛邊，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，造成焊接強度低。超聲波焊接能量與以下工藝參數有關，如圖所示，超聲波焊接過程中工藝參數的調整歸根結底為對焊接能量的調整。

頻率頻率是指超聲波的頻率，包括15、20、30或40千赫茲。超聲波焊接機有著固定的頻率，無法調整。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幅器增益以及焊頭增益之積，振幅可通過調幅器和焊頭進行調節。

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。