塑胶件的超声波焊接工艺上
塑料超声波焊接工艺研究
44超声波焊接是利用超声波振动频率"接触摩擦产生热能而 使两个塑胶件在焊接界面熔融而固定在一起$ 超声波焊接是 一种快捷#干净#有效的装配工艺"用于满足塑胶件高强度的装 配要求"是广泛使用的一种先进装配技术"适用于多种类型塑 胶件的装配$ 正常情况下"超声波焊件具有较高的抗拉强度" 可以取代溶剂粘胶及机械紧固等装配方法"同时还可以具有防 水#防潮的密封效果$
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图$ *)+超声波焊机焊接过程简介$ 焊头将接收到的振动能量 传递到待焊接塑胶件的界面"在该区域"振动能量通过摩擦方式 被转换为热能"将塑料熔化"振动停止后维持在塑胶件上的短暂 压力使两塑胶件以分子连接方式凝固为一体"如图 ) 所示$
图( *塑料超声波焊接的焊接结构以及影响参数研究 超声波 焊 接 设 备 通 过 功 率 发 生 器" 装 换 $8_g*)%_<g* (%_<g*3%_<g电能 后" 对 应 相 关 换 能 器 振 幅 分 别 为 (%?G* )%?G*$8?G*7?G$ 换能器经 过 调 整 幅 器 及 焊 头 将 振 幅 放 大$ 如图 3 所示!
超声波熔接工艺
超声波熔接工艺超声波熔接技术，是一个比较新的塑料制品熔接组装技术，1。
它对于超音线的截面设计，以及熔接部位总体积，相对于整个产品的体积的比例。
2。
目前超声波熔接对超音机的调机技术，以及超声波操作者的细心程度都有很大的依赖性。
超声波焊接的工艺焊接：指的是广义的将两个热塑性塑料产品熔接的过程。
当超音停止振动时，固体材料熔化，完成焊接。
其接合点强度接近一整块的连生材料，只要产品的接合面设计得匹配，完全密封是绝对没有什么问题的。
碟合：熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。
嵌入：将一个金属元件嵌入塑料产品的预留孔内。
具有强度高，成型周期短安装快速的优点！！类似于模具设计中的嵌件！弯曲/生成音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。
这种方式的优势在于处理的快速，较小的内压，良好的外观及对材料本性的克服。
点悍：点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局部焊接。
点焊也能产生一个强有力的粘合构造，尤其适合一些大型配件、有突起的塑料片或浇注的热塑塑料以及那些结构复杂、难以进入接合面的产品。
剪切：切和封口一些有序与无序的热塑材料的超声波工艺。
用这种方法密封的边缘不开裂，且没有毛边、卷边现象。
纺织品/胶片的密封纺织品品及一些胶片的密封也可用到超声波。
它可对胶片实行紧压合，还可对纺织品进行整洁的局部剪切与密封。
缝合的同时也起到了装饰的作用。
聚合物：热塑性与热固性将单体结合在一起的过程称为“聚合”。
聚合物基本可分为两大类：热塑性和热固性。
热塑性材料加热成型后还可以重新再次软化和成型，基所经历的只是状态的变化而已-这种特性使决定了热塑性材料超声波压合的适应性。
热固性材料是通过不可逆反的化学反应生成的，再次加热或加压均不能使已成型的热固性产品软化，所以传统上一直认为热固性材料是不适合使用超声波的。
影响超声波焊接的因素说起热塑塑料的可焊接力，不能不说到超声波压合对各种树脂的要求。
其最主要的因素包括聚合物结构，熔化温度、柔韧性（硬度）、化学结构。
塑料超音波焊接工艺
塑料超音波焊接工艺
塑料超音波焊接工艺是一种高科技技术，利用每秒15000次或20000次或更高频率的振动将两个塑料工件的接触面在短时间内熔合在一起，从而形成一个坚固的分子链，实现焊接的目的。
超音波熔接法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。
应用这种工艺时，焊头以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生磨擦热而瞬间熔融接合，焊接强度可与本体媲美。
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。
其中，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。
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。
此外，还有铆焊法和埋植法等应用方法。
如需了解更多关于塑料超音波焊接工艺的信息，建议查阅相关资料或咨询专业技术人员。
塑料超声波焊接简介
塑料超声波焊接简介1.连接器超声波焊接原理及步骤1.1超声波焊接简介及原理超声波焊接是利用超声波振动频率，接触摩擦产生热能而使两个塑胶件在焊接界面熔融而固定在一起。
超声波焊接是一种快捷、干净、有效的装配工艺，用于满足塑胶件高强度的装配要求，是广泛使用的一种先进装配技术，适用于多种类型塑胶件的装配。
正常情况下，超声波焊件具有较高的抗拉强度，可以取代溶剂粘胶及机械紧固等装配方法，同时还可以具有防水、防潮的密封效果。
超声波焊接的工作原理是通过超声波发生器将50 Hz或60 Hz电流转换成 15、20、30或40 kHz的电能，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调幅器装置传递到焊头，如图1所示。
图1超声波焊接原理焊头将接收到的振动能量传递到待焊接塑胶件的界面，在该区域，振动能量通过摩擦方式被转换为热能，将塑料熔化，振动停止后维持在塑胶件上的短暂压力使两塑胶件以分子连接方式凝固为一体，如图2所示。
图2超声波焊接过程1.2超声波焊接步骤超声波焊接详细步骤如图3所示：图3超声波焊接详细步骤1.3超声波焊接在连接器中的适用范围、优点及局限性1.3.1超声波焊接在连接器中的适用范围超声波焊接是一种快速高效的连接技术，不需要焊剂和外部加热。
超声波塑料焊接以其生产效率高、生产成本低、精度保证高、质量一致性好合维护使用方便等优点，广泛应用于连接器行业。
超声波焊接可以应用到需要塑料连接的场合。
对于两体式的绝缘体连接，可以直接应用超声波焊接来替代传统的胶粘剂粘接。
对于依靠倒钩相扣的绝缘体连接形式也可以直接改为超声波焊接，取消原倒钩和横抽芯的模具结构，达到简化模具结构、提高产品可靠性的目的。
对于一体式的印制板连接器，改用超声波焊接结构可以解决绝缘体开裂问题，避免塑压参数的客观或人为的变化造成批量生产不稳定，且可以简化结构。
1.3.2超声波焊接的优点超声波焊接是一种快捷、十净、可靠性高的装配工艺，具有以下优点：1)焊接速度快，效率高。
超声波焊接塑料工艺流程
超声波焊接塑料工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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超声波焊接工艺
咬花导熔面
咬花导熔面主要用于增强熔接强度, 如下图所示
防水的导熔线结构
防水的导熔线结构主要用于增加气密密封性圈, 如下图所示,
剪切型熔接面
剪切型熔接熔接过程是, 首先熔化开始接触的小面积 材料, 然后沿着壁面继续垂直向下而有控制的导引到 工件里头去。如图所示
剪切型熔接面
剪切型熔接的优点: 1.熔接强度高，气密性好。 2.适合所有的塑胶材料，特别是具提早固体特性的半
凸出材料, 它的的基本作用是聚集能量, 使之可以尽
快达到熔解的温度, 从而得到更好的熔接效果。导熔
线的基本设计如下图所示, 实际应用时可根据具体要
求改变。
非结晶聚合物
半结晶聚合物
超声波熔接结构设计—— 导熔线
导熔线的优点主要有:
1.增加熔接强度
2.减少溢胶
3.减少熔接时间
4.需要较小的振幅
超声波熔接应避免以下的设计
焊很头容与易超工导声件致的表波接面触伤熔面痕接积。越设大越计好中, 如应果小注于意熔接的区域问的题面积, 会
超声波熔接设计中应注意的问题
远场与近场熔接 近场熔接指的是熔接面距离焊头接触面的位置在
6.356mm以内, 大于6.356mm的称为远场熔接。一般尽 可能避免远场熔接
导熔线的设计主要有以下几种:
阶梯型导熔线-Step Joint
阶梯型导熔线主要用于外观上需要精确对位以及不溢 胶的设计
沟槽型导熔线- Tongue & Groove
沟槽型导熔线主要用于双边不溢胶且能提供对位的功 能设计, 其也具备一定的防水功能。
十字交叉型导熔线-Criss-Cross
十字间交断叉式型导熔线是一组导熔线相互垂连直续交式叉, 能缩 短熔接时间, 减少熔接功率, 增加熔接强度, 但是容 易产生段差及溢胶
超声波熔接塑胶件的设计及工艺详解
焊接頭的表面處理
Carbide Coating Chrome Plated Clear Anodize Hard Anodize
圓形焊接頭(Circular Horns)
1-29
方形焊接頭(Rectangular Horns)
1-30
焊接頭與橫向振動
當焊接頭的橫幅大於 3.5‘時,橫向振動就 會出現(只適用於 20kHz焊接頭)
1-48
2.1 塑膠原料與熔接的關係
2-49
塑膠原料的類別
熱固性 (Thermosetting) 熱塑性 (Thermoplastic)
非晶性塑膠原料 (Amorphous) 半晶性塑膠原料 (Semi-Crystalline)
2-50
熔接特性
熔點 熔接能量 Modulus of
改善方法 放於密封的環境 超聲波熔接前將膠件焙乾 注塑後立即超聲波熔接
2-55
混合物
混合物料的種類 玻璃纖維 炭化纖維 Talc
超聲波熔接機 振動磨擦熔接機
線性振動磨擦熔接機 循軌震動磨擦熔接機 旋轉磨擦熔接機 IR Laser 塑膠熔接機
1-03
1.2 超聲波塑膠熔接原理
1-04
熔接原理
超聲波從焊接頭放出
超聲波從焊接頭傳到 塑膠件
超聲波傳到熔接面, 份子之間因磨擦生熱, 熔接塑膠件
1-05
換能器表面振幅
1.焊接頭出現裂痕 2.焊接頭縲絲鬆脫 3.焊接頭出現橫振 4.焊接頭表面刮花
1-42
如何檢查焊接頭上裂痕
檢查焊接頭縲絲周圍 檢查焊接頭長孔兩 檢查焊接頭
Node周圍
1-43
1.4 超聲波熔接機參數調校
1-44
熔接能量
超声波塑料焊接工艺
超声波塑料焊接工艺超声波焊是一种快捷，干净，有效的装配工艺，用来装配处理热塑性塑料配件，及一些合成构件的方法。
目前被运用的朔胶制品与之间的粘结，朔胶制品与金属配件的粘结及其它非朔胶材料之间的粘结！它取代了溶剂粘胶机械坚固及其它的粘接工艺是一种先进的装配技术！超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果。
超声波的优点：1，节能2，无需装备散烟散热的通风装置3，成本低,效率高4，容易实现自动化生产！超声波焊接机的工作原理!超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz 的电能高频电能，供应给转换器。
转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。
焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置。
振动通过焊接工作件传给粘合面振动磨擦产生热能使塑胶熔化，振动会在熔融状态物质到达其介面时停止，短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键，整个周期通常是不到一秒种便完成，但是其焊接强度却接近是一块连着的材料!!焊接：指的是广义的将两个热塑性塑料产品熔接的过程。
当超音停止振动时，固体材料熔化，完成焊接。
其接合点强度接近一整块的连生材料，只要产品的接合面设计得匹配，完全密封是绝对没有什么问题的，碟合：熔化机械锁形成一个材质不同的塑料螺栓的过程。
嵌入：将一个金属无件嵌入塑料产品的预留孔内。
具有强度高，成型周期短安装快速的优点！！类似于模具设计中的嵌件！类似于模具设计中的嵌件！Ultrasonic Welding 1 Ultrasonic Welding 2Ultrasonic Welding 3Ultrasonic Welding 4.弯曲/生成音波将配件的一部分熔化再组成一个塑料的突起部位或塑料管或其它挤出配件。
这种方式的优势在于处理的快速，较小的内压，良好的外观及对材料本性的克服。
点悍点焊是对没有预留也或能源控制的两个热塑塑料组件的局部焊接。
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A 超声波焊接
二、超声波焊接原理：
焊接设备
频率发生器
把50/60Hz电能 转换成一定频 率的高频电能
换能器
把高频电能转 换成机械振动 能
焊接面
能量集中器（导融线）吸收振动能 温升熔融，在压力下凝固接合
械增
变幅杆 振 大
幅机
焊头 上工件
动有增 能效大
传振 递幅 振、
传递振动能
A 超声波焊接--超声波焊接原理
超声波焊接
超声波焊接（上）
一、超声波焊接特点 二、超声波焊接原理 三、影响塑件焊接质量的因素（可焊接性） 四、超声波焊接在塑件结构中的应用
Hale Waihona Puke A 超声波焊接一、超声波焊接特点：
1. 快捷、操作方便容易 2. 焊接强度大、密封效果好 3. 节能 4. 工作环境干净，无需配置散烟、通风装置 5. 成本低、效率高 6. 适用范围广（可用于绝大多数热塑性聚合物）
A) 非结晶聚合物 • 分子排列无序 • 有明显的使材料逐步变软、熔化及至流动 的温度（Tg玻璃化温度） • 能有效传输超音速振动 • 实现良好焊接的压力/振幅范围宽。
A 超声波焊接--影响塑件焊接质量的因素（可焊接性）
B)半结晶型聚合物
分子排列有序 有明显的熔点（Tm熔化温度）和再度凝固点 固态的结晶型聚合物富有弹性，能吸收部分
所以，在设计半结晶性材料构件的焊接时， 必须注意这类材料的特殊性。
在构件的结构，强度、刚性、焊口结构、超声 模头的有效接触及夹具要求等设计方面需特别关 注，才能取得超声波焊接的成功。
A 超声波焊接--影响塑件焊接质量的因素（可焊接性）
2.熔化温度
聚合物的熔点越高，其焊接所需的超音波能量越 多
而半结晶型聚合物几乎不相容。
如果你需要选择半结晶材料超声焊接，需要特 别留意之前的成功或失败经验及结构差异。
A 超声波焊接
四、超声波焊接在塑件结构中的应用：
1.焊接 2.铆焊 3.嵌件焊
4.点焊 5.叠合 6.封口/切断
以上应用只是焊接的不同形式，区别在于熔融 面的位置变化，原理不变。
焊接结构
焊头发波示意图
焊头
5” 3.5~4”
此范围振幅最为均匀
工件面上近乎垂直的振动
边缘一定范 围内存在的
横向振动
A 超声波焊接
三、影响塑件焊接质量的因素（可焊接性）
1.聚合物结构 2.熔化温度 3.硬度（柔韧性） 4.化学结构 5.添加物
A 超声波焊接--影响塑件焊接质量的因素（可焊接性）
1.聚合物结构
加入量<10%，改善焊接性能 加入量>10%，焊接性能恶化
A 超声波焊接--影响塑件焊接质量的因素（可焊接性）
• 常用材料的焊接性
A 超声波焊接--影响塑件焊接质量的因素（可焊接性）
我们需要重点关注的是：
非结晶型和半结晶型聚合物的焊接性能差异。 半结晶型聚合物的焊接性能相对较差。 一般情况下，非结晶型聚合物有相容的可能，
高频机械振动 超声波振动传递效果较差 熔融材料易于迅速凝固
A 超声波焊接--影响塑件焊接质量的因素（可焊接性）
半结晶型聚合物 效果差
非结晶型聚合物 效果好
两种聚合物声波/振动传输效果比较
A 超声波焊接--影响塑件焊接质量的因素（可焊接性）
如要获得较为满意的焊接质量，相对非结晶聚 合物，半结晶聚合物需要更高的振幅/能量。
交联型高分子，受热情况下分子不会产生流动 （相对滑移）。故加热时，不会熔融。此类聚合物不能用 于超声焊接。
A 超声波焊接--影响塑件焊接质量的因素（可焊接性）
5.添加物
常用填充物：
玻璃纤维（GF）、矿物粉末（滑石粉TALC）
A 超声波焊接--影响塑件焊接质量的因素（可焊接性）
对焊接性影响：
据资料记载： 非结晶型聚合物加入填充物不影响焊接性。 半结晶型聚合物：
3.硬度（柔韧性）
材料的硬度大小影响了超声波振动的传输效果。
硬度越大，其传输超声波的效果越好（焊接性越 好）。
A 超声波焊接--影响塑件焊接质量的因素（可焊接性）
4.化学结构
热塑性与热固性
热塑性聚合物： 线型高分子，受热情况下分子间可互相移动（流
动）。此类聚合物可以在加热时熔融。可用于超声焊接。 热固性聚合物：