超声波焊接机应用技术资料
超声波焊接机原理与应用技术资料
我们知道正确的波的物理定义是：振动在物体中的传递形成波。
这样波的形成必须有两个条件：一是振动源，二是传播介质。
波的分类一般有如下几种：一是根据振动方向和传播方向来分类。
当振动方向与传播方向垂直时，称为横波。
当振动方向与传播方向一致时，称为纵波。
二是根据频率分类，我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ，所以在这个范围之内的波叫做声波。
低于这个范围的波叫做次声波，超过这个范围的波叫超声波。
波在物体里传播，主要有以下的参数：一是速度V，二是频率F，三是波长λ。
三者之间的关系如下：V=F.λ。
波在同一种物质中传播的速度是一定的，所以频率不同，波长也就不同。
另外，还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减，传播的距离越远，能量衰减也就越厉害，这在超声波加工中也属于考虑范围。
1、超声波在塑料加工中的应用原理：塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。
其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙，在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化，使接触位塑料熔合，达到加工目的。
发生器主要作用是将工频50HZ的电源利用电子线路转化成高频（例如20KHZ）的高压电波。
气动部分主要作用是在加工过程中完成加压、保压等压力工作需要。
程序控制部分控制整部机器的工作流程，做到一致的加工效果。
二：超声波工作原理：热可塑性塑料的超声波加工，是利用工作接面间高频率的摩擦而使分子间急速产生热量，当此热量足够熔化工作时，停止超声波发振，此时工件接面由熔融而固化，完成加工程序。
通常用于塑料加工的频率有20KHZ和15KHZ，其中20KHZ仍在人类听觉之外，故称为超声波，但15KHZ仍在人类听觉范围只内。
三：超声波机构原理：将220V，50HZ转变为15KHZ（或20KHZ）之高压电能，利用震动子转换成机械能。
如此的机械振动，经由传动子，焊头传至加工物，并利用空气压力，产生工作接面之摩擦效果。
超声波焊接技术
超声波金属焊接技术详解定义：超声波金属焊接利用高频振动波传递到需焊接的金属表面，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。
原理：超声波金属焊接是利用超声频率的机械振动能量，连接同种金属或异种金属的一种特殊方法．金属在进行超声波焊接时，既不向工件输送电流，也不向工件施以高温热源，只是在静压力之下，将机械能转变为内能、形变能及有限的温升。
两母材达到再结晶温度下发生的固相焊接。
在超声焊接过程中，换能器把高频电信号转化为超声振动信号，高频振动通过焊接工具头传递到待焊金属表面，界面金属氧化膜在一定的压力和超声振动的剧烈摩擦作用下破碎，界面洁净金属接触并在摩擦和超声软化的共同作用下，进一步产生塑性流动和扩散使连接面积逐渐增大最终形成可靠的连接。
系统组成：一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器/换能器/变幅杆/焊头三联组/模具和机架。
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40KHz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变幅杆装置传递到焊头。
焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将需要焊接的部件区域熔化。
焊接过程：过渡阶段为清除焊件表面膜和氧化物的短暂过程，稳定阶段为界面产生相互扩散并使相互扩散稳定的过程。
在过渡阶段，焊件表面氧化物膜由于强烈磨擦作用破碎，此时磨擦为主要热源，工件温度升高使工件材料屈服强度降低，有利于工件表面氧化膜破碎及发生塑性变形，对接头形成有重要作用。
稳定阶段，金属接触表面变得平滑后摩擦作用减弱，热量由于产生塑性变形而在焊接界面聚集，在此过程中的热量是由工件的塑性变形过程产生，工具头施加的压力致使界面原子之间产生作用力而形成的金属连接过程。
工艺参数的影响：超声金属焊接过程的主要工艺参数有焊接压力、焊接能量/时间、工具头振幅和工具、头齿纹与尺寸等。
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利用超声波振动将两个或多个工件连接在一起的设备。
它广泛应用于塑料焊接、金属焊接以及复合材料的加工等领域。
超声波焊接机的工作原理基于声波的传播和振动的产生。
1. 声波传播原理超声波是指频率高于20kHz的波动，其传播方式与常规声波有所不同。
超声波在空气中传播时，其能量损失较快，因此超声波焊接机通常在焊接过程中使用耦合剂，将超声波能量传递到工件上。
2. 振动系统超声波焊接机的振动系统由发生器、换能器和焊接头组成。
发生器产生高频电能，换能器将电能转换为机械振动，焊接头将振动传递给工件。
3. 换能器换能器是超声波焊接机的核心组件，它将电能转换为机械振动。
换能器通常由压电陶瓷材料制成，当施加电压时，压电陶瓷会发生压缩和膨胀，从而产生振动。
4. 焊接头焊接头是将振动传递给工件的部分。
它通常由金属材料制成，具有良好的导热性和机械性能。
焊接头的形状和尺寸根据焊接需求进行设计，以确保焊接质量和效率。
5. 焊接过程超声波焊接机的焊接过程包括以下几个步骤：a. 工件准备：将待焊接的工件放置在焊接头下方，确保工件表面清洁。
b. 施加压力：通过气缸或液压系统施加一定的压力，使工件紧密接触。
c. 发送超声波：发生器产生高频电能，换能器将电能转换为机械振动，通过焊接头将振动传递给工件。
d. 熔融和固化：工件在振动的作用下，摩擦产生热量，使接触面熔融，并在振动停止后迅速固化。
e. 冷却和固化：焊接完成后，对焊接区域进行冷却，使焊缝固化。
6. 焊接参数控制超声波焊接机的焊接参数包括振幅、压力、时间等。
这些参数的选择对焊接质量至关重要。
通常，焊接过程中需要根据工件材料、形状和尺寸等因素进行调整，以确保焊接质量和效率。
7. 优势和应用领域超声波焊接机具有以下优势：a. 高效快速：焊接速度快，一般只需几秒钟即可完成。
b. 焊接强度高：焊接接头强度高，接近或超过原材料的强度。
c. 无需添加材料：焊接过程中不需要焊接材料或填充剂，减少了成本和工艺复杂性。
超声波金属焊接原理及应用详解
目录一、摘要 (2)二、超声波金属点焊接原理及特点 (2)1.超声波金属焊接的优点 (2)2.超声波金属焊接的不足 (3)3.影响超声波金属焊接质量的主要因素 (3)三、国内外研究现状 (4)1.研究现状国内 (4)2.国外研究现状 (5)四、制约国内超声波金属焊接技术发展的几个关键因素 (7)五、超声波金属焊接技术今后发展方向 (7)六、参考文献 (8)摘要:介绍了超声波焊接技术的基本原理、目前的发展状况，对目前国内外金属超声波焊接设备进行了简要介绍，对国内相关领域的发展进行了总结，分析了目前制约金属超声波焊接技术的关键因素和解决的对策，并对超声波技术的发展趋势进行了展望。
关键词:超声波焊接；发展状况；发展趋势The basic principles of ultrasonic welding technique and the present research status were presented, the metalultrasonic welding apparatus at home and abroad were briefly introduced, and the domestic developments in the relevant metalultrasonic welding areas were summarized. Moreover, the key factors that currently affect metal ultrasonic welding and thesolutions to these issues were analyzed, the development tendency of ultrasonic metal welding techniques was pointed out atthe end.Key words:ultrasonic welding; development status; development tendency超声波金属焊接还在电子工业、电器制造、新材料的制备、航空航天及核能工业、食品包装盒、高级零件的密封技术方面都有很广泛的应用，量比电流焊接少得多，超声波邦定作为超声波金属焊接的一种小功率应用，常用于晶体管或集成电路引线的焊接。
超声波焊接原理和应用
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 。
热塑性塑料 超声波焊接的 相容性示例图表A B S ABS/聚碳 酸酯 合金 （赛聚 甲 醛 丙 烯 腈 丙烯酸系多元共聚物丁 二 烯-苯 纤维素(CA, CAB, CAP) 氟聚 合 物 尼 龙 亚苯基-氧化物为主的树脂（诺里尔） 聚酰胺-酰亚胺（托郎） 聚碳酸酯热塑 性 聚 酯聚乙烯聚 甲 基 戊 烯聚 苯 硫 聚 丙 烯 聚苯 乙 烯聚 砜 聚氯 乙 烯SAN-NAS-ASA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.。
超声波焊接机培训资料
02
操作人员必须佩戴安全眼镜、耳塞等必要的防护设备，确保安
全操作。
应急处理
03
制定应急处理预案，以便在发生故障或事故时迅速采取措施，
减少损失。
06
CATALOGUE
超声波焊接机的工艺优化及案 例分析
工艺优化方法
调整焊接参数
包括超声波功率、焊接时间、焊接压力等，优化这些参数可以提 高焊接效率和质量。
超声波换能器
超声波焊接机的主要部件是超声波换能器，它可以将高频电能转换为机械振动 能。
振动传递
超声波换能器通过振动传递机构将机械振动能传递到焊接头，从而在待焊接表 面上产生局部高温，实现焊接。
超声波焊接机的应用范围
01
02
03
塑料焊接
超声波焊接机广泛应用于 塑料焊接领域，可以焊接 各种形状和尺寸的塑料制 品。
常见类型
超声波发生器根据工作原理的不同，可以分为压电式和磁致伸缩式两种。压电式超声波发 生器具有较高的频率和功率，适用于小型、精密的焊接作业；磁致伸缩式超声波发生器则 具有较大的振幅和较低的频率，适用于大型、厚板的焊接作业。
换能器
作用
工作原理
常见类型
换能器是将超声波发生器产生的超声 波信号转换为机械振动，以驱动焊头 进行焊接。
调整功率
根据需要调整功率大小，以获得最佳的焊接效果。一般来 说，功率越大，焊接强度越高，但过大的功率可能导致设 备过热或损坏。
调整频率
频率越高，超声波的穿透能力越强，但过高的频率可能导 致设备过热或损坏。
调整时间
根据需要调整焊接时间，以获得最佳的焊接效果。一般来 说，焊接时间越长，焊接强度越高，但过长的焊接时间可 能导致工件损坏。
详细描述
超声波焊接机使用指导书(共22页)
超声波焊接机使用指导书目录一、工作原理二、产品规格及参数三、结构四、操作要领五、故障排除六、焊头设计七、塑料相熔性八、超声波应用原理九、电路图工作原理热可塑性塑料的超声波加工，是利用工件接触面间高频的磨擦使分子间急速产生热量，当此热量足够熔化工作时，停止超声波振动，此时工作接面由熔融面固化，完成加工程序。
通常用于塑料加工的频率有28KHz、20KHz和15KHz，其中28KHz和20KHz在人耳听觉范围之外，故称为超声波，但15KHz仍在耳听觉范围之内。
产品规格及参数结构本机器由超声波发生器、超声换能系统、程序控制及气动机架系统几部分组成A：组件名称（见附图1）（1）升降速度（2）焊接时间（3）保压时间（4）气压表（5）调压器（6）超声测试开关（7）焊头升降开关（8）触发开关机构（9）分水器（10）机体固定把手（11）升降手轮（12）换能器固定座（13）换能器固定螺丝（14）二级杆（15）焊头（16）触发开关（17）急停开关（18）限位螺栓（20）电源开关（21）过载指示灯（22）超声测试开关（23）负载电流表（24）调频电感（25）散热风口（26）控制插座（27）超声输出插座（28）保险丝座（29）电源线入口（30）振幅调节开关B：组件名称及功能（1）升降速度：调节此旋钮可调节焊头上下的速度，顺时针旋转减速、反之加速。
（2）焊接时间：此旋钮为一波段开关，实为一可调电阻，调节超声波焊接的时间。
（3）保压时间：此旋钮同焊接时间旋钮相同，用于调节超声波发射完后，塑料件固化的时间。
（4）气压表：指示工作气压。
（5）调压器：用于调节工作气压，将旋钮拔出即可调节，调好后再压入即可。
（6）超声测试开关：轻触开关，即可发送超声波，一般用于检测超声波是否正常。
（7）焊头升降开关：主要用于校对模具，该开关为自锁开关，按下后需重按复原。
（8）触发开关机构：用于控制自动程序下超声波的触发，如该机构是时间继电器，则表示从触发开始到超声波发出之间的延时时间；如该机构是拔盘，则是压力触发，调节拔盘，即可得到相关的触发压力。
超声波焊接机使用指导书
超声波焊接机使用指导书目录一、二、三、四、五、六、七、八、九、工作原理产品规格及参数构造操作要领故障清除焊头设计塑料相熔性超声波应用原理电路图工作原理热可塑性塑料的超声波加工，是利用工件接触面间高频的磨擦使分子间急速产生热量，当此热量足够消融工作时，停止超声波振动，此时工作接面由熔融面固化，达成加工程序。
往常用于塑料加工的频次有28KHz、20KHz和 15KHz，此中 28KHz和 20KHz在人耳听觉范围以外，故称为超声波，但15KHz仍在耳听觉范围以内。
产品规格及参数型号SR 900SR1200SR1500SR2000清粉机功率900W1200W1500W2000W工作频次20KHZ20KHZ20KHZ20KHZ20KHZ工作电压220V50HZ220V50HZ220V50HZ220V50HZ220V50HZ工作行程65mm65mm65mm65mm65mm工作气压2~7Kg/fcm 22~7Kg/fcm 22~7Kg/fcm22~7Kg/fcm22~7Kg/fcm 2外型尺寸400× 650×400× 650×400× 650× 12000400× 650×400× 650× 12000 120001200012000重量75Kg75Kg75Kg75Kg75Kg型号SR1815SR2215SR2615SR3215SR4215工作频次15KHZ15KHZ15KHZ15KHZ15KHZ功率1800W2200W2600W3200W4200W 工作电压220V50HZ220V50HZ220V50HZ220V50HZ220V50HZ 工作行程100MM100MM100MM100MM100MM工作气压2~8Kg/FCM22~8Kg/FCM22~8Kg/FCM22~8Kg/FCM22~8Kg/FCM2外型尺寸410× 620× 1150410 ×620 ×1150410× 620× 1150750× 1020× 2000750× 1020×2000重量75Kg75Kg75Kg750Kg750Kg结构本机器由超声波发生器、超声换能系统、程序控制及气动机架系统几部分构成A：组件名称（见附图1）（1）起落速度（2）焊接时间（3）保压时间（4）气压表（5）调压器（6）超声测试开关（7）焊头起落开关（8）触发开关机构（ 9）分水器（10）机体固定把手（11）起落手轮（12）换能器固定座（13）换能器固定螺丝（14）二级杆（15）焊头（16）触发开关（ 17）急停开关（18）限位螺栓（20）电源开关（ 21）过载指示灯（22）超声测试开关（23）负载电流表（24）调频电感（25）散热风口（26）控制插座（ 27）超声输出插座（28）保险丝座（29）电源线进口（30）振幅调理开关B：组件名称及功能（1）起落速度：调理此旋钮可调理焊头上下的速度，顺时针旋转减速、反之加快。
超声波焊接作业指导书
超声波焊接作业指导书
一、引言
超声波焊接是一种高效、无污染、低能耗的金属焊接技术，在工业生产中得到了广泛应用。
本指导书旨在为操作人员提供超声波焊接作业的详细步骤和注意事项，以确保焊接质量和操作安全。
二、设备准备
1. 验证设备是否正常工作，检查超声波焊接机的电源、超声波振动头等部件是否完好。
2. 确保焊接材料的质量和准备好所需的辅助工具，如夹具、夹具垫片等。
三、超声波焊接操作步骤
1. 清洁工作区域，确保焊接材料表面干净无油污。
2. 将待焊接的两个工件放置在夹具上，确保工件位置准确。
3. 调整焊接参数：根据焊接材料的厚度和类型，设置超声波焊接机的功率、振幅、焊接时间等参数。
4. 打开超声波焊接机的电源开关，启动超声波振动头。
5. 触发超声波焊接机，开始焊接过程。
焊接头将会施加一定的
压力在工件上，同时产生超声波振动，使工件表面快速摩擦融化，
完成焊接。
6. 焊接完成后，停止超声波焊接机的振动，取下焊接好的工件。
四、注意事项
1. 在操作过程中要戴好防护手套、护目镜等个人防护装备，以
保障人员的安全。
2. 确保工件的干净和定位准确，避免焊接材料移动或偏离夹具。
3. 根据不同的焊接材料，及时调整超声波焊接机的焊接参数，
以获得最佳的焊接效果。
4. 注意超声波振动头与工件的接触情况，确保接触紧密而不会
造成过度摩擦或所需压力不足。
5. 在操作过程中，要定期检查焊接设备的工作状态，确保设备
正常运行和安全使用。
超声波焊接机培训资料
超声波焊接机知识超声波塑料焊接机的工作原理。
当超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。
又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。
当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。
超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。
这三个量相互用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能达大。
这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积。
超声波焊接原理基本原理是利用换能器，使高频电子能转换为高频机械振动，超声波焊接是在塑胶组件上，通过二万周/秒（20KHZ）之高频振动，使塑胶和塑料胶和金属而产生一秒钟二万次的高速熟磨擦，令塑胶溶合。
按其方式可分为直接与传导二种熔接法。
直接熔接：即先使材质如线或带相互重叠，固定于塑胶熔接机之夹具上，让其能量转换器（HORN）直接在上面产生音波振动效能而熔接。
超声波在塑料加工中的应用原理：塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。
其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙，在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化，使接触位塑料熔合，达到加工目的。
超声波焊机的组成部分超声波焊接机主要由如下几个部分组成：发生器、气动部分、程序控制部分，换能器部分。
发生器主要作用是将工频50HZ的电源利用电子线路转化成高频（例如20KHZ）的高压电波。
气动部分主要作用是在加工过程中完成加压、保压等压力工作需要。
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焊线设计
A 导能点高度 p 塑胶厚度
R 熔接表面区域 E 熔接间隙以防外凸
塑料件的设计
塑料件的结构设计必须首先考虑如下几点：
1 焊缝的大小（即要考虑所需强度） 2 是否需要水密、气密 3 是否需要完美的外观 4 避免塑料熔化或合成物的溢出 5 是否适合焊头加工要求 焊接质量可能通过下几点的控制来获得： 1 材质 2 塑料件的结构 3 焊接线的位置和设计 4 焊接面的大小
Mode
故障信息（Error Message)
Error(故障) Overload(过载） Error(故障) Conv Voltage（换能器电压） Error(故障) Frequecy max(最大频率） 电箱功率太小 振幅太大 焊头破裂 换能 器破裂 调幅破裂 焊头频率超出 了 追频范围
触发按钮：两边开关同时触发，可实现正常 程序。 急停按钮：该开关为自锁开关，一经触发， 则焊头不能下降。如触发后应旋钮复位，便 于程序运作。 限位螺栓：调节螺栓上螺母位置，可限制焊 头下降的高度，控制塑料件焊接深度。 电源开关：打开此开关后，电源导通，指示 灯亮 。
校模： 为达到高的生产效率焊头与塑料件之间的距 离应尽量缩短但仍需留有足够的空间方便取 放塑料件。将塑料件放在底座中调整气压在 2Kg左右，利用焊头升降开关来使上下摸对准。 选择适合的焊头与塑料件之间的距离锁紧机 架固定把手。调整限位螺栓使焊头下降压紧 塑料件之后仍有0.2mm左右的空间。（对于 焊接深度要求较高的塑料件，此空间相应加 大） 调整焊接、保压时间、气压、试焊样件。 观察样件,如发现焊接不均匀,则需要细调底座 的平衡一般原则为焊接部位熔接越厉害,则应 调低，在底座相反位置垫上纸片等抬高底座 对应位置，使塑料件与焊头吻合良好。
焊接故障
现 象 原 因 解决方法 焊接过度 输入能量太多 1降低气压 2减少焊接时间 3降低振幅段数 焊接不足 输入能量太少 1增加气压 2加长焊接时 间 3增大振幅段数 4使用较大功率的机型 非焊接面 1焊头塑料接触 1修理焊头与底模使之与 损伤 面不吻合 塑料件吻合 2修理焊 头在相关位置避空 2声波集中损伤
换能器固定座：用于固定换能器系统。 超声测试按键：轻触按键，即可发送超声波， 一般用于检测超声波是否正常。 焊头升降开关：主要用于校对模具，该开关 为自锁开关，按下后需重按复原。 分水器：用于分离压缩空气中的水分，请在 积水半满时将杯底针向上压，以排出积水。 机体固定把手：用于固定上部机架。
Error(故障) Frequecy min(最小频率） Error(故障) Safety Switch(安全开关） Error(故障) Emergency Stop(急停开关）
焊头频率小 于追频范围
安全开关失效
急停开关没关上
Error(故障) Dual Palm button(启动开关)
启动开关失效
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，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：
超声波焊接机培训资料
编制： 黄天光
超声波焊接机技术应用
超声波塑料焊机技术先进前景广阔
, 当代社 会，塑料的各种制品，已渗透到人们日常生 活的各个领域，同时也被广泛应用到航空、 船舶、汽车、电器、包装、玩具、电子、纺 织等行业。 然而，由于注塑工艺等因素的限制，在相当 一部分形状复杂的塑料制品不能一次注塑成 型，这就需要粘接，而沿用多年的塑料粘接 和热合工艺又相当落后，不仅效率低，且粘 接剂还有一定的毒性，引起环境污染和劳动 保护等问题。
3
围绕着连接界面的焊接面必须是统一而 且相联系互紧密接触的。如果可能的话， 接触面尽量在同一个平面上，这样可使能 量转换时保持一致。 下面就对塑料件设计中的要点进行分类举 例说明：
整体塑料件的结构
1.1塑料件的结构
塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚，太 薄的壁厚有一定的危险性，超声波焊接时是 需要加压的，一般气压为2-6kgf/cm2 。所以 塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。 1.2罐状或箱形塑料等，在其接触焊头的表面 会引起共振而形成一些集中的能量聚集点， 从而产生烧伤、穿孔的情况（如图1所示）， 在设计时可以罐状顶部做如下考虑
组件名称及功能
升降速度：调节此旋钮可调节焊头上下的速 度，顺时针旋转减速、反之加速。 焊接时间：调节超声波焊接的时间。 保压时间：用于调节超声波发射完后，塑料 件固化的时间。 延时时间：气缸下压触碰到行程开关至超声 波发出之间的时间。 气压表：指示工作气压。 调压器：用于调节工作气压，将旋钮拔出即 可调节，调好后再压入即可。
换能器部分由三部分组成
换能器(TRANSDUCER)：换能器的作用是 将电信号转换成机械振动信号 变幅杆（BOOSTER）：又叫调幅器，变幅 杆本身就是一条金属柱，通过形状的设计， 可以将换能器传递过来的振幅进行放大，达 到加工塑料件所需能量振幅，相当于加热的 温度， 焊头（HORN）：焊头的作用是对于特定的 塑料件制作，符合塑料件的形状、加工范围 等要求。
升降手轮：将机体固定把手松开后即可调整 机架高低。 调幅器：又叫增幅器、二级杆 ，用于放大 换能器输出振幅。 焊头：又叫焊模，将超声波能量传至工件。 通常为谐振频的半波长，材料多为钛合金或 铝合金，铝合金焊头易在工作物上留下氧化 物，可以电镀或使用防热塑料膜来防止。 注意焊头不可以任意修改，否则会改变其 谐振频率及机械强度，容易导致换能器或 电器零件损坏。
1
加厚塑料件 2 增加加强筋3 焊头中间位置 避空 1.3尖角 如果一个注塑出来的零件出现应力非常集 中的情况，比如尖角位，在超声波的作用 下会产生折裂、融化。这种情况可考虑在 尖角位加R角。如图2所示。
德国必诺牌K3520塑胶熔接机
必诺K3520标准机结构尺寸
必诺K3520标准机结构尺寸
超声波焊接机组成部分
超声波焊接机主要由如下几个部分组成：电
箱、气动部分、程序控制部分，换能器部分。 换能器部分由三部分组成： 换能器（TRANSDUCER）；增幅器（又称 二级杆、变幅杆，BOOSTER）；焊头（又 称焊模，HORN或SONTRODE）。
开机后显示屏上的信息
开机后，显示屏上会显示如下信息：
Swiss made Cobra20-1500 Version V2.2 Welded Parts 123456
至此，整台机器就可以开始生产了。
功能键（Key Functions)
停止使用 Limits 停止使用 US-Test 手动测试超声波 Setup 状态设定模式 CLR ---------清除故障信息------清除焊接次数 Enter 确认所输入的参数状态值 箭头 上下左右键 1---9 数字键
传统的这种工艺已不能适用现代塑料工业的
发展需要，于是一种新颖的塑料加工技术— —超声波塑料焊接以其高效、优质、美观、 节能等优越性脱颖而出。 超声波塑料焊接机在焊接塑料制品时，即不 要填加任何粘接剂、填料或溶剂，也不消耗 大量热源，具有操作简便、焊接速度快、焊 接强度高、生产效率高等优点。因此，超声 波焊接技术越来越广泛地获得应用。
5 上下表面的位置和松紧度 6 焊头与塑料件的妆触面 7 顺畅的焊接路径 8 底模的支持 为了获得完美的、可重复的熔焊方式，必须 遵循三个主要设计方向： 1 最初接触的两 个表面必须小，以便将所需能量集中，并尽 量减少所需要的总能量（即焊接时间）来完 成熔接。 2 找到适合的固定和对齐的方法，如塑料件 的接插孔、台阶或企口之类。
近场焊与远场焊
焊接线与焊头的距离近场焊与远场焊，如果
设备超声波焊接机与焊接线及材料参数都是 相同的，那么影响焊接质量的就只有产品焊 接线与焊头之间的距离了，也就是近场焊与 远场焊。什么叫近场焊，什么叫远场焊。当 超声波焊头与产品焊接线的距离小于6.3mm 时，我们称之为近场焊，大于6.3mm时，我 们称之为远场焊，一般来讲，像普通塑胶材 料，超声波焊头与产品焊接线之间的距离越 小越好！那样更容易焊接但有些特殊材料只 能使用远场焊来进行焊接，因为近场焊容易 使零件产生裂纹与损坏。
焊接后产 品烧伤开 裂震断
1焊接机电源没有打 开 2气源不正常 3 行程开关没有到位 4电磁阀坏5焊接机 信号线接触不好 1超声波振幅过大 2注塑件强度不够
1打开焊接机电源2 检查和调整气源3 调 整行程开关4 更换电 磁阀5 检查线路连接
1降低压力2减少焊 接时间3降低振幅4 引用介质盖上（如 PE袋）5在产品相应 处贴上海棉
焊接过熔
焊接过重
1焊接后产品外型 尺寸不一 2工作物 外表损伤 焊接能量过多
焊接过轻
工作的能量太少
1调整最低点微调螺 丝 2焊接时间太长欲 缩短 1降低使用压力2减少 焊接时间3降低振幅 段数4 .减缓焊头之下 降速度 1增加使用压力 2加 长焊接时间 3增加振 幅段数 4使用较大功 率之机型
按下焊接 按钮机器 不动作
操作中过负载灯 亮。
焊头焊接后不上 升
空气压力、电源 焊头均正常但无 法操作 焊头上升或下降 冲击太大
1焊头松动2焊头 1锁紧焊头 2换修 破裂 1气压不够 2控制 1调整空气压力 电路不良 2换修时控板 1急停按钮接触 1检查或换修 不良 2控制电路 2换修 不良3 启动按钮 3检查或换修 坏 1缓冲调整不合 适 2缓冲调整锁 死 3下降速度设 定太高 1重新调整缓冲 2检查并做调整 3调整下降速度
塑料件开裂、 超声波振幅过大 震断 塑料件强度不够