超声波焊接原理和应用[务实运用]

1、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

2、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

3、免除射出模受损及射出缓慢之缺点。六、切割封口：运用超声波瞬间发振原理，对化纤织物进行切割，其优点切口光洁不开裂、不拉丝。四、成型：本方法与铆焊法类似，将凹状的焊头压着于塑胶品外圈，焊头发出超声波超高频振动后将塑胶熔融成形而包覆于金属物件使其固定，且外观光滑美观、此方法使用在电子类、喇叭之固定成形，及化妆品类之镜片固定等。五、点焊A、将二片塑胶分点焊接无需预先设计焊线，达到熔接目的。B、对比较大型工件，不易设计焊线的工件进行分点焊接，而达到焊接效果，可同时点焊多点。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

4、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ABSABS/ 聚碳 酸酯 合金 （赛 柯乐800）聚甲醛丙烯腈丙烯酸系多元共聚物丁二烯-苯乙烯纤维素(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-ASAABSABS/聚碳酸酯合金 （赛柯乐800） 聚甲醛丙烯腈丙烯酸系多元共聚物丁二烯-苯乙烯纤维素(CA,CAB,CAP)氟聚合物尼龙亚苯基-氧化物为主的树脂（诺里

5、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.材 料 塑料熔接特性ABS 丙烯晴丁二烯苯乙烯共聚物质轻，兼具韧性，刚性与耐化学品性，用途广泛，热性佳，特别适合超声波溶接， 无论近距离或远距离熔接，均可得到良好效果。Acrylics 压克力硬度大、耐冲击、不受酸之作用，有高度光学明晰性，著色性良好，常用于汽车尾灯、仪表板、奖章、水龙头把手等。用于超声波熔接时，须注意衰明度问题，就易熔接。Acetal 缩 醛抗张及耐压强度高，耐磨性佳，最具强韧及弹性，常用作拉练、螺丝、

6、轴承、滚筒、厨房用具等，因磨擦系数低，用超声波熔接时需高振动幅度及较长的熔接时间。Celluloeics酯酸纤维性 物 质抗张及耐压强度高，耐磨性佳，最具强韧及弹性，常用作拉练、螺丝、轴承、滚筒、厨房用具等，因磨擦系数低，用超声波熔接时需高振动幅度及较长的熔接时间。Noryl 聚苯醚超声波振动时材质易变化变色，接触面不易吸收能量，熔接较困难。Nylon 尼 龙性极韧、电性佳、绝缘度高，常用为电子零件等。因熔点高，所需熔接时间长，振幅高。难于焊接.P . C . 聚碳酸脂材质强韧，耐磨损，摩擦系数极低，耐酸，常用作轴承、齿轮、管子、厨房用具、毛刷等。用超声波熔接时，因熔点高，所需熔接时间长，熔接

7、前先经烘乾会较易熔接。Higl Density 高密度PE 聚乙烯比重小，在低温及室温下富柔曲性，防水、防蚀、可制成各种颜色。价格低的产品，常用于皿盘、封装薄膜、软水管、奶瓶、软绳等。密度越高越适合于超声波熔接。PE 聚乙烯Low Density 低密度General purpose 一般PS 聚苯乙烯比重轻，对水及化学物之抗蚀性强，安定、绝缘性佳，特别适合于射出及押出成形。常用于玩具、装饰品、孟洗设备、盘子、透镜、浮动轮等的制造。由于弹性系数高,无论是近距离或远距离的超声波熔接均极适合。PS 聚苯乙烯Impact 耐冲击20-30% glass 玻纤强化Filled PS 聚苯乙烯比重轻，有

8、良好绝缘性，强度高，能耐热及化学剂的侵蚀，抽丝后可制绳纲等织品。制品有玩具、行李箱、音响外壳、电气绝缘物、食品包装等。本材质因弹性系数低,易衰减声波振动，帮远距离熔接需注意其效果,较难于焊接。Unmodified 聚 丙 烯PPPVC 聚氯乙烯电性佳，耐弱化学品，低温性佳，具难燃性，常用于各种合成皮软管、胶膜等，材质柔软，易衰减音波振动，熔接面易劣化。Polyster 聚酸脂熔接能量大Polysulfone 聚砜质硬、强度大、具韧性、长期受热不影响其电性能，常用为电视机零件护盖、马达零件等。因熔接点高，需较高之能量熔接。Polypheny lene 聚氧化Qxide(ppo) 二 甲 苯耐热与

9、耐湿性，耐化学品，不性蒸汽，常用作端子、转子、外壳、叶轮和管件等，熔点高，需较高之能量熔接。Phenoxy 苯 氧 树 脂性韧、富延展性、热安定性，熔点高，需较高之能量熔接。SAN 苯 乙 烯丙 烯 晴拉伸强度及压缩强度高，常用为盘管薄壁零件、打字机带卷轴，超声波熔接效果好。材质参考表 List of Naterials 不同塑料之熔接状况 welding condition of different plasticeUltrasonic 超声波焊接Hot-plate热板Vibration 震动Spin 旋转Radio Freq 高频Near field welding 近距离Far fiel

10、de welding 远距离Inserting 塑胶Staking 铆接Spot welding 点焊on contact 接触 low temp 低温On Contact high temp 高温Non-contacd 不接触Acrylic/Styrenne/Acrylonitrle(ASA)丙烯酸/苯乙烯/丙烯晴2-322222-333224Acrylonitrle/Butadiene/Styrenne(ABS)丙烯硝/丁二烯/苯乙烯（超不碎胶）111-2111-22221-24Cellulose acervate(CA)醋酸纤维素/纤维素乙酸脂22-322-323-43-43-4223-

11、4Methacrylate(Acrylic)(PMMA)甲基丙烯酸脂（亚加力）1-21-21-222212-32-323-4PA-Blends尼龙混合物3*3-43-43-43-423-4322-34PC-ABS-BlendsPC/ABS混合物2-333-432-3233224PC-PBT-BlendsPC/PBT混合物2-33-43-43-42-3233224Polyaceta(POM)聚甲醛22&2-32-32-31-222224Polyamide(Nylon6)尼龙62-32-3&2-32-32-33-43-42-31-21-23-4Polyamide(Nylon6/6)尼龙6/62-3

12、2-3&2-3332-322-31-223-4Polyamide-copolymer(Nylon6-3-T)尼龙6-3-T222222-333223-4Polybutylane terephthalate(PBT)聚丁稀酸脂3injectionparts注塑件2-3&232-33-4332241Foils加薄胶膜Polycarbonate(PC)聚碳酸脂（防弹胶）222222-32-3221-24Polyethylene(PE)聚乙烯（软胶）34332123324Polyethylene terephthalate(PET)聚乙烯酸脂(宝特胶)3injectionparts2-3&2-32-3

13、33-43322-341Foils加薄胶膜Polyphenylene oxide(PPO)聚氧化亚苯222-32-32-3223224Polyphenylene sulfide(PPS)聚硫苯22&222233224Polypropylene(PP)聚丙烯（百折胶）34332123224Polystyrene(PS)聚苯乙烯（硬胶）1111112321-24Polysukfone resin(PSO)聚砜树脂22&22-322-32-33224Polyvinyl chloride(PVC)聚氯乙烯2-3with Foils加薄胶膜32-32-32-31-23#3-42-321PP-EPDM-B

14、lendsPP-EPDMh-混合物33-43-42-3222-32-3224PPO-Blends聚氧化亚苯混合物3with Foils加薄胶膜3-43-43-4322-32-3224Styrene/Butadiene(SB)苯乙烯/丁二烯1122133321-24List of Symbols 字符代表1=Very good 非常好2=Good 良好3=limited 尚可4=Not possible 不可能#=Exhoust fan recommended 建议加排氧扇=Energy director recommended 建议焊接面加焊线*=Knurl Euced horn recommended 建议焊头表面刻浪花纹&=Shear joint recommended 建议焊接面造剪切面Hot plate temperature up to 290摄氏度 ,heat platens in contact with parts to be welded.热板温度达到290摄氏度，热板要与工作接触。Hot plate temperature above to 290摄氏度,many applications with temperature rang