超声波焊接原理和应用
超声波焊接
超声波焊接超声波焊接是一种应用超声波技术进行焊接的方法，它具有高效、可靠、环保等特点，广泛应用于工业生产中。
本文将从超声波焊接的原理、设备、应用领域以及优势等方面进行介绍。
超声波焊接是利用超声波振动产生的能量实现焊接材料的熔接。
超声波是一种频率超过人耳能听到的声音的机械波，其频率一般在20kHz到70kHz之间。
超声波焊接的原理主要是利用超声波振动使材料分子的间距变小，从而产生高温高压的效果，促使材料发生熔接现象。
在焊接过程中，超声波振动会穿透至焊材表面，使接触部分的温度升高，然后通过适当的加压使材料熔化并熔接在一起，最终形成焊接接头。
超声波焊接设备主要由超声波振动系统、机械系统和电气系统组成。
超声波振动系统是超声波焊接的核心部分，它由发声器和承载器组成。
发声器是将电能转化为机械振动的装置，承载器则是将振动传递给焊接件的装置。
机械系统主要包括焊接头、压力机构等部分，用于在焊接过程中施加适当的压力。
电气系统则提供了超声波发生器、控制电路、传感器等设备，用于控制焊接过程的各个参数。
超声波焊接在工业生产中有着广泛的应用。
它可以焊接各种金属材料，如铝、铜、钢等，也可以焊接塑料和纺织品等非金属材料。
超声波焊接常被运用在汽车制造、电子设备生产、包装行业等领域。
例如，在汽车制造中，超声波焊接被应用于制造车灯、排气管和电池等零部件；在电子设备生产中，它被用于焊接电子元件和连接导线等；在包装行业中，超声波焊接可用于封口、划线和熔接等工作。
超声波焊接具有许多优势。
首先，它的焊接速度快，能够在短时间内完成焊接工作，提高生产效率。
其次，超声波焊接的焊接接头牢固可靠，具有较高的拉伸强度和密封性能。
再次，它适用于焊接的材料种类广泛，包括金属、塑料和纺织品等。
此外，超声波焊接过程不需要使用焊接剂和填料，所以它是一种环保、无污染的焊接方法。
总结起来，超声波焊接是一种高效、可靠、环保的焊接方法，广泛应用于多个行业中。
随着技术的不断进步，超声波焊接设备的性能和效果也在不断提高，为我们的生产和生活带来了许多便利和效益。
超声波金属焊接基础知识
一、超声波金属焊接基础知识1、原理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。
2、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，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。
3、超声波金属焊接适用产品：1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。
.2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔,铝箔与铝片互熔。
3)、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。
4)、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。
5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。
6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。
7)、金属管的封尾、切断可水、气密.4、振幅参数振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。
因为每一间公司选择的换能器不同,换能器输出的振幅都有所不同,经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅以符合要求，通常换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状,前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。
贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机，最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作，能保证振幅参数的稳定。
5、频率参数任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40 KHz等，焊接机的工作频率主要由换能器（Transducer）、变幅杆（Booster）、和焊头（Horn)的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态,每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。
超声波焊接塑料原理
超声波焊接塑料原理一、引言超声波焊接是一种常见的塑料焊接方法，利用超声波的热效应将塑料件加热至熔融状态并进行焊接。
本文将介绍超声波焊接塑料的原理及其应用。
二、超声波焊接原理超声波焊接是利用超声波振动在塑料接合部分产生热能，从而使塑料材料熔融并形成焊接接头的一种焊接方法。
超声波通过超声波振动头传导到塑料接合部分，使塑料分子发生摩擦振动，产生热能。
当热能达到一定程度时，塑料材料开始熔融，通过施加一定的焊接压力，使熔融的塑料材料在接触面上形成焊接接头，待冷却后形成牢固的焊接接头。
三、超声波焊接设备超声波焊接设备主要包括超声波发生器、超声波振动头和焊接模具。
超声波发生器负责产生高频的超声波信号，传递给超声波振动头。
超声波振动头将超声波能量转化为机械振动，并将其传导到塑料接合部分。
焊接模具则起到固定和定位塑料件的作用，保证焊接的准确性和稳定性。
四、超声波焊接的优点1. 快速高效：超声波焊接的焊接速度快，一般只需要几秒钟就可以完成焊接过程。
2. 无需添加其他材料：超声波焊接不需要添加任何胶水、溶剂等辅助材料，避免了对环境的污染。
3. 焊接强度高：超声波焊接的焊接接头强度高，能够满足大部分工程应用的需求。
4. 焊接质量稳定：超声波焊接过程中，焊接接头的质量稳定可靠，不易出现质量问题。
五、超声波焊接的应用超声波焊接广泛应用于塑料制品的生产加工领域。
例如，汽车零部件的制造、电子设备的组装、医疗器械的生产等都需要使用超声波焊接技术。
超声波焊接在这些领域中，能够实现高效、稳定、环保的焊接过程，提高生产效率和产品质量。
六、超声波焊接的注意事项1. 焊接参数的选择：超声波焊接需要根据不同的塑料材料选择适当的焊接参数，包括振幅、压力、时间等。
2. 焊接界面的准备：焊接接合部分需要进行表面处理，保证焊接界面的清洁和平整，以提高焊接质量。
3. 焊接模具的设计：焊接模具的设计应考虑到塑料件的形状、大小等因素，以确保焊接过程的准确性和稳定性。
超声波焊接的原理及应用
超声波焊接的原理及应用1. 简介超声波焊接是一种利用超声波振动能量来实现材料的焊接技术。
它通过将高频振动传导到两个被焊接的材料之间，使它们在接触面产生摩擦热而达到熔接的目的。
超声波焊接广泛应用于汽车、电子、医疗等领域，具有焊接速度快、焊接强度高、无需额外添加焊接材料等优点。
2. 原理超声波焊接的原理是利用超声波在材料接触面上产生摩擦振动，使材料表面产生高温和高压，并迅速熔接起来。
其具体原理如下：•超声波产生：超声波是频率高于20kHz的机械振动波。
通过超声波发生器产生的高频电信号，经过换能器的转换作用，变成机械振动，形成超声波。
•振动传导：超声波振动通过提示头传导到焊接材料上，使其产生微小的摩擦振动。
•接触面摩擦：被焊接材料表面相互接触产生摩擦，使温度急剧升高，因为摩擦产生的热量引起焊接界面的塑性变形。
•熔接：热量累积到一定程度时，焊接界面的材料开始熔化，并形成熔池。
•固化：当超声波停止传导时，熔池冷却凝固，并且形成牢固的焊接接头。
3. 应用领域超声波焊接在多个领域有着广泛的应用，以下是其中几个主要领域：3.1 汽车制造•车灯组件焊接：超声波焊接可用于汽车前大灯、尾灯等组件的焊接。
它可以确保灯具的水密性，提高焊接强度，同时避免因高温焊接导致的变形。
•内饰部件焊接：超声波焊接可用于汽车内饰件的焊接，如仪表板、门板等。
它能够快速焊接，并且焊接点牢固，不会对外观造成任何损伤。
3.2 电子制造•电子元件焊接：超声波焊接可用于电子元件的焊接，如电池片、电路板等。
它可以实现高效快速的焊接，同时保持焊接点的精确度和稳定性。
•电缆连接：超声波焊接可用于电缆的连接，如线缆、USB接口等。
它能够实现高强度的焊接，并且焊接时间短，无需使用额外的焊接材料。
3.3 医疗器械•塑料容器焊接：超声波焊接可用于医疗器械中的塑料容器的焊接。
它可以确保无菌环境，同时提高容器的密封性和耐压性。
•医用器械组件焊接：超声波焊接可用于医用器械的组件焊接，如手术器械、医用注射器等。
特种焊接技术--第五章超声波焊接
1-发生器 2-换能器 34-耦合杆 A-发生器 B聚能器 -声学系统 5-上声极6-焊件7-下声级8-电磁加压装臵 C-加压机构 D-控制装臵 9-控制加压电源10-程控器 19 材料科学与工程学院 压力焊
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特种焊
1、超声波发生器 是焊机的核心设备。它是一种具有超声频率的 正弦电压波的电源，实质是一个包括机械振动系统 在内的单级或多级放大的自激振荡器。作用是将工 频（50Hz） 电流变成 15 ~ 60Hz 的震荡电流，并通 过输出变压器与换能器相耦合。 2、声学系统 超声波的关键部件，是电声耦合装臵（声学系 统），由换能器、聚能器（变幅杆）、耦合杆（传 振杆和上下声极）等组成。 主要作用是传输弹性振动能给焊件，以实现焊 接。声学系统设计的关在于按照选定的频率计算每 个声学组元的自振频率。
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特种焊 2、缝焊 缝焊时超声波通过旋转运动的圆盘状声极传输 给工件，形成具有密封性的连续焊缝。 缝焊可以获得密封的连续焊缝。通常工件被夹 持在上、下焊盘之间。在特殊情况下可采用平板式 下声极。
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特种焊 3、环焊 用环焊方法可以一次形成 封闭形焊缝，采用的是扭转振 动系统。焊接时焊盘扭转，振 动振幅相对于声极轴线呈对称 线性分布，轴心区振幅为零， 焊盘边缘振幅最大。显然环焊 最适用于微电子器件的封装工 艺。有时环焊也用于对气密要 求特别高的直线焊缝场合，此 时可采用部分重叠环焊方法， 类似缝焊获得连续直线焊缝。
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特种焊 （1）换能器 将发生器的电震荡能转换成相同频率的机械振 动能，是焊机的机械振动源。有磁致伸缩式和压电 式两种。 磁致伸缩效应是当铁磁材料臵于交变磁场中， 将会在材料的长度方向发生宏观的同步伸缩变形现 象，常用镍片和铁铝合金，工作可靠，但换能效率 仅为20~30%，已被压电式换能器所替代。 压电式是利用某些非金属压电晶体（如石英、 锆酸铅、锆钛酸等）的逆压电效应。当压电材料在 一定晶面上受到压力或拉力时，会出现电荷，称为 正压电效应；反正，当在压电轴方向馈入交变电场 时，晶体会沿一定方向发生同步收缩现象，称逆压 电效应。效率高达80~90%，但寿命短。
超声波焊的原理和应用
超声波焊的原理和应用1. 超声波焊的原理超声波焊（Ultrasonic Welding）是一种利用超声波振动能量将两个或多个塑料工件连接在一起的焊接方法。
它利用超声波振动通过摩擦产生热量，使工件的表面温度升高，然后施加一定的压力将两个工件压合在一起，使其熔融并形成焊接。
超声波焊的原理主要包括以下几个方面： - 超声波振动：超声波的频率通常在20kHz到70kHz之间，它通过音频振动将能量传递到焊点，形成局部高温。
- 摩擦发热：超声波振动产生的微小位移使接触表面产生摩擦，产生热量，使塑料材料软化。
- 塑料熔融：摩擦发热使塑料材料温度升高，达到熔融点，使接触面热熔。
- 硬化而成：当超声波停止振动时，热熔的塑料材料快速冷却，形成坚固的焊接点。
2. 超声波焊的应用超声波焊在各个工业领域得到广泛应用，以下是几个常见的应用领域：2.1 电子电器行业•电子产品组装：超声波焊可以用于连接电子元件，如线缆连接、连接器固定等。
•电池组装：超声波焊可以用于连接电池盖与电池壳，实现电池的密封。
•电路板焊接：超声波焊可用于电路板的贴片焊接和印刷电路板的元件连接。
2.2 汽车制造业•塑料零件焊接：超声波焊可用于汽车零部件的连接，如汽车大灯、仪表盘等。
•焊接线束：超声波焊可用于汽车线束的连接，确保线束的稳固性和电气性能。
2.3 医疗器械行业•医疗器械组装：超声波焊可用于医疗器械的组装，如输液器的连接、雾化器的连接等。
•医疗包装：超声波焊可用于医疗器械的包装，确保器械的密封性和安全性。
2.4 塑料制品行业•塑料容器焊接：超声波焊可用于塑料容器的焊接，如食品包装容器、化妆品容器等。
•塑料管道焊接：超声波焊可用于塑料管道的连接，如水管、气管等。
3. 超声波焊的优势超声波焊相比传统的焊接方法具有以下几个优势：•高效快捷：超声波焊接速度快，焊接时间短，可以大幅度提高生产效率。
•焊接强度高：焊接接头强度高，焊缝表面平整，无需额外辅助材料，焊点美观牢固。
超声波焊接机的工作原理
超声波焊接机的工作原理超声波焊接机是一种常用的焊接设备，它利用超声波的振动来实现材料的焊接。
其工作原理是通过将电能转换为机械振动，然后将振动传递给焊接部件，使其发生塑性变形，从而实现焊接。
超声波焊接机主要由以下几个部分组成：超声波发生器、换能器、焊接头和控制系统。
1. 超声波发生器：超声波发生器是超声波焊接机的核心部件，它能将电能转换为高频电能，并将其输出给换能器。
超声波发生器通常由振荡电路、功率放大器和变压器组成。
2. 换能器：换能器是将超声波发生器输出的电能转换为机械振动的部件。
它由压电陶瓷材料制成，当超声波发生器输出电能时，压电陶瓷会发生压缩和膨胀，从而产生高频机械振动。
3. 焊接头：焊接头是将超声波振动传递给焊接部件的部件。
它通常由焊头和压力系统组成。
焊头是将振动传递给焊接部件的介质，它通常由钛合金或铝合金制成，具有良好的导振性能。
压力系统用于施加一定的压力，使焊接部件在振动的作用下发生塑性变形。
4. 控制系统：控制系统用于控制超声波焊接机的工作参数，包括振动频率、振幅、焊接时间等。
通过调节这些参数，可以实现不同材料的焊接。
超声波焊接机的工作过程如下：首先，将需要焊接的部件放置在焊接头之间，然后通过控制系统设置焊接参数。
接下来，超声波发生器将电能转换为高频电能，并将其输出给换能器。
换能器将电能转换为机械振动，并将振动传递给焊接头。
焊接头的振动会使焊接部件发生塑性变形，从而实现焊接。
最后，根据设定的焊接时间，控制系统会停止超声波发生器的工作，完成焊接过程。
超声波焊接机具有以下优点：1. 高效：焊接速度快，一般只需几秒钟即可完成焊接。
2. 环保：焊接过程中不需要使用焊接剂或填充材料，无需额外的化学物质，对环境友好。
3. 节能：超声波焊接机的能耗较低，不会产生大量的热量。
4. 焊接强度高：焊接接头强度高，焊接质量稳定可靠。
5. 适用范围广：适用于金属、塑料等多种材料的焊接。
总结：超声波焊接机利用超声波振动实现材料的焊接，通过超声波发生器、换能器、焊接头和控制系统的协同工作，将电能转换为机械振动，并将其传递给焊接部件，从而实现焊接。
超声焊的原理和应用
超声焊的原理和应用1. 超声焊的原理超声焊是一种非常常用的焊接方法，它利用超声波振动产生的热量来进行材料的焊接。
超声波在振动时可以产生黏合热，并且可以在焊接接触点处产生局部加热。
这种焊接方法具有以下原理：•超声波振动效应：超声波是指频率高于人耳可听到的20kHz的声波。
超声波振动时，会在材料的接触面产生剧烈的摩擦和振动，从而产生热量。
•界面结构变化：超声波振动会使得焊接材料的界面结构发生变化，从而增加了焊接接触面积，并且形成了更好的焊接接触。
•塑性变形：超声波振动会在焊接接触点附近产生塑性变形，从而使金属在一个小的区域内发生细微的形变。
•扩散效应：超声波焊接时，焊接接触点的原子会因为振动而发生扩散，从而增加了材料的结合力。
2. 超声焊的应用超声焊具有广泛的应用领域，特别是在电子、汽车、塑料等行业中经常使用。
以下是一些超声焊的应用情况：2.1 电子领域超声焊在电子领域中被广泛应用于电子元件的连接和封装。
例如：•电缆连接：超声焊可以用于连接电缆与插头，实现可靠的电气连接。
•电池制造：超声焊可以用于电池的连接，提高电池的性能和寿命。
•电子元件封装：超声焊可以用于电子元件的封装，保护电子元件免受外界环境的影响。
2.2 汽车工业超声焊在汽车工业中广泛应用于汽车零部件的制造和组装。
以下是一些超声焊在汽车工业中的应用：•汽车灯具制造：超声焊可以用于汽车灯具的焊接和封装，确保灯具的可靠性和密封性。
•汽车仪表盘制造：超声焊可以用于汽车仪表盘的焊接，提高仪表盘的稳定性和耐用性。
•汽车内饰件制造：超声焊可以用于汽车内饰件的焊接和组装，提高内饰件的牢固度和整体质量。
2.3 塑料加工超声焊在塑料加工领域中被广泛应用于塑料制品的生产和加工。
以下是一些超声焊在塑料加工中的应用：•塑料零件制造：超声焊可以用于塑料零件的焊接和组装，提高零件的耐用性和结构稳定性。
•塑料包装材料制造：超声焊可以用于塑料包装材料的焊接和封装，确保包装材料的密封性和保鲜性。
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超声波焊接原理：
超声波焊接是熔接热塑性塑料制品的高科技技术，各种热塑性胶件均可使用超声波熔接处理，而不需加溶剂，粘接剂或其它辅助品。
其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量及安全生产。
超声波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHz(或15KHz)的高压、高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工件表面及在分子间的磨擦而使传递到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工件接口迅速熔化，继而填充于接口间的空隙，当震动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完美的焊接。
新型的15KHz超声波塑胶焊接机，对焊接较软的PE、PP材料，以及直径超大，长度超长塑胶焊件，具有独特的效果，能满足各种产品的需要，能为用户生产效率以及产品档次贡献。
超声波焊接工艺：
一、超声波焊接：
以超声波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的结合面产生磨擦热而瞬间熔融接合，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品带来的不便，实现高效清洁的焊接焊接强度可与本体媲美。
二、铆焊法：
将超声波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉形状，使不同材质的材料机械铆合在一起。
三、埋植：
借着焊头之传导及适当压力，瞬间将金属零件(如螺母、螺杆等)挤入预留的塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。
一、超声波塑料焊接的相容性和适应性：
热塑性塑料，由于各种型号性质不同，造成有的容易进行超声波焊接，有的不易焊接；下表中黑方块的表示两种塑料的相容性好，容易进行超声波焊接；圆圈表示在某些情况下相容，焊接性能尚可；空格表示两种塑料相容性很差，不易焊接。
注意：表中所列仅供参考,因为熟知的变化可导致结果略有差异.。