塑料的超声波焊接.pdf

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在众多的产品中，塑料的焊接用的可是不少，而且焊接方式也

是多式多样。

首先一起来大约了解下，目前常用的各种零件焊接方式（实际

上有些我也不曾亲自用过）

1．超声波焊接2，振动焊接3，旋转焊接4，热板

焊接

5．感应焊接6，接触电阻焊接7，热气焊接8，挤

出焊接

但超声波焊接和旋转焊接是我们实际中在塑胶产品上应用的最

多，最广泛的。接下来只就针对这两种焊接工艺做讲述。其它的

焊接工艺，有兴趣的朋友可以自已找资料学习研究和是私下找我

商讨也行。

首先，我们一定要真正弄清焊接的原理，只有这样，才能设计出

好的焊接结构，才能在这种结构上成为真正的工程师，不然你的

所谓经验和资料，都将成为你的绊脚石。

一,焊接的原理：

几乎所有的焊接，都是将两焊接零件的焊接端面分子产生运动，

使它们相互扩散，相互缠结。达到相互连接的目的。

如我们的超声波焊接就是利用焊头的高频振动,使两焊接零件高

频磨擦，将机械能转化为热能，热能将两焊接面的分子溶解，恢

复其活性，然后在外作用力的辅助下，分子相互缠结来达到焊接

目的，

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而我们通常用的502胶水，或是其它粘接剂，胶水本是一种高腐

蚀的液体，它将焊接面的分子膨涨，恢复其活性，然后在外作用

力的辅助下，分子相互缠结来达到焊接目的。其实不难明白。焊

接就是一个让分子相互缠结的过程。

二,超声焊接剖析：

2.1:超声波焊接设备，相信各位都有见过，还是再来哆嗦一下。

如图：

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由上图我们不难明白，超声焊的焊接原理：

1,输入低频电

2.通过电源箱变频，转换成高频电输出

3.通过变压器装置将高电频信号转换成机械振动。原理就和电铃

一样，都是电磁场的高频切换来实现，这个就是我们所谓的超声

了。

4.通过振幅变压器整合振幅

5.输出能量，将焊头引至高频振动

6.焊头将塑胶零件高频摩擦，产生热能。使塑胶熔化。

7.风压装置同时下压运动.将两零件融合在一起，然后冷却，达到

粘结目的。

接下来着重讲下超声装备各部件的基本参数：

通过电源箱变频后，其输出频率通常在20~50kHZ之间，(20kHZ

最常用)其振幅通常在15~60um.也有时候会将其频率调成15Khz.

这种声频率适合用来超声较大制件或是较软的材料，如大型的

PP材料外壳等。一但将超声将塑胶局部熔化后，超声会立即停

止，通常这个超声过程会在0.5~1.5S完成。

另外一个要了解的是焊头的材料选择：

总体上来讲，如果是用来超声塑胶，我们一般一般选用质量较轻，

强度较好，高耐摩擦，超声传导较优秀的金属材料来制作。如我

们通常用的有，钛，铝，或是其它合金。

如果是用来作金属+塑胶嵌件超声，(可参考我的嵌件设计教

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程：.5dcad./bbs/thread-9248-1-2.html)通常我们选用热处理钢就

好。

三，超声波焊接头设计

对于像ABS,PC,HIPS等易于超声熔接焊的塑胶，其接头形式通常

设计成以下几种

(设计方案一)

像这种接头的设计是不适合用来做超声熔接焊接的，它需要很

长的焊接时间，很大的焊接能量，而且焊完后周边还有熔胶会溢