超聲波焊接原理，超聲波金屬焊接原理和超聲波塑料焊接原理

一、超聲波焊接原理

　　超聲波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。

一套超聲波焊接系統(tǒng)的主要組件包括超聲波發(fā)生器/換能器/變幅桿/超聲波模具三聯(lián)組/模具和機架。1

　超聲波焊接是通過超聲波發(fā)生器將50/60赫茲電流轉(zhuǎn)換成15、20、30或40 KHz 電能。被轉(zhuǎn)換的高頻電能通過換能器再次被轉(zhuǎn)換成為同等頻率的機械運動，隨后機械運動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部，在該區(qū)域，振動能量被通過摩擦方式轉(zhuǎn)換成熱能，將需要焊接的部件區(qū)域熔化。超聲波不僅可以被用來焊接金屬、硬熱塑性塑料，還可以加工織物和薄膜等。本片文章主要介紹金屬和塑料焊接兩種。

1）超聲波金屬焊接原理

　　超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過16KHz ）的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫?zé)嵩矗皇窃陟o壓力之下，將框框振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぜg的摩擦功、形變能及有限的溫升．接頭間的冶金結(jié)合是母材不發(fā)生熔化的情況下實現(xiàn)的一種固態(tài)焊接．因此它有效地克服了電阻焊接時所產(chǎn)生的飛濺和氧化等現(xiàn)象．超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接．可廣泛應(yīng)用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。

2）超聲波塑料焊接原理

　　超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動，這種達到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū)，由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差，一時還不能及時散發(fā)，聚集在焊區(qū)，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后，讓壓力持續(xù)幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料強度。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調(diào)節(jié)的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個量相互作用有個適宜值，能量超過適宜值時，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能太大。這個最佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積。

二、超聲波焊接應(yīng)用方法

1）熔接法：1

　　以超聲波超高頻率振動的焊頭在適度壓力下，使二塊塑膠的接合面產(chǎn)生摩擦熱而瞬間熔融接合，焊接強度可與本體媲美，采用合適的工件和合理的接口設(shè)計，可達到水密及氣密，并免除采用輔助品所帶來的不便，實現(xiàn)高效清潔的熔接。

2）埋植：
 　借著焊頭之傳道及適當(dāng)之壓力，瞬間將金屬零件（如螺母、螺桿等）擠入預(yù)留入塑膠孔內(nèi)，固定在一定深度，完成后無論拉力、扭力均可媲美傳統(tǒng)模具內(nèi)成型之強度，可免除射出模受損及射出緩慢之缺點。

3）鉚焊：
鉚焊法指的是振動的焊頭壓制物品的突起處使其熱熔為鉚釘狀，從而使兩物體機械鉚合

4）點焊
點焊指的是對于焊線不易設(shè)計的物體進行分點焊接，，同樣可達到熔接效果。

5）成型

本方法與鉚焊法類似，將凹狀的焊頭壓著于塑膠品外圈，焊頭發(fā)出超音波超高頻振動后將塑膠溶融成形而包覆于金屬物件使其固定，且外觀光滑美觀、此方法多使用在電子類、喇叭之固定成形，及化妝品類之鏡片固定等。

三、焊接優(yōu)點

1）超聲波金屬焊接優(yōu)點：

a、焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性。

b、焊接后導(dǎo)電性好，電阻系數(shù)極低或近乎零。

c、對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接。

d、焊接時間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料。

e、焊接無火花，環(huán)保安全。

2）超聲波塑料焊接優(yōu)點：

a、焊接速度快，焊接強度高、密封性好；

b、取代傳統(tǒng)的焊接/粘接工藝，成本低廉，清潔無污染且不會損傷工件；

c、焊接過程穩(wěn)定，所有焊接參數(shù)均可通過軟件系統(tǒng)進行跟蹤監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)故障很容易進行排除和維護。

四、適用產(chǎn)品

1）、鎳氫電池鎳氫電池鎳網(wǎng)與鎳片互熔與鎳片互熔。

2）、鋰電池、聚合物電池銅箔與鎳片互熔，鋁箔與鋁片互熔。

3）、電線互熔，偏結(jié)成一條與多條互熔。

4）、電線與各種電子元件、接點、連接器互熔。

5）、各種家電用品、汽車用品的大型散熱座、熱交換鰭片、蜂巢心的互熔。

6）、電磁開關(guān)、無熔絲開關(guān)等大電流接點，異種金屬片的互熔。

7）、金屬管的封尾、切斷可水、氣密。

五、應(yīng)用前景

針對所有的應(yīng)用市場，超音波焊接其特有的優(yōu)點--快捷、高效、清潔和牢固，贏得了各行各業(yè)的認可。

1）汽車：（交通業(yè)）超音波可通過計算機程序控制來實施對大件和不規(guī)則工件的焊接如：保險杠、前后門、燈具、剎車燈等。隨著高等級道路的發(fā)展，反光片也越來越多的采用超音波焊接。特別是這兩年興起的新能源汽車行業(yè)也開始廣泛應(yīng)用，如電池領(lǐng)域等。

2）家電：通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整可用于：手提日光燈罩，蒸氣熨門、電視機外殼、收錄、音機透明面板、電源整流器、電視機殼螺絲固定座、減蚊燈殼、洗衣機脫水槽等需要密封、牢固和美觀的家電產(chǎn)品。

3）包裝：軟管的封口，特殊打包帶的連接。

4）玩具業(yè)：由于采用了超音波技術(shù)使產(chǎn)品清潔、高效、牢固，免除使用螺絲、粘合劑、膠水或其他輔助品，降低了生產(chǎn)成本，使企業(yè)在市場的競爭力大大增強。

5）電子：運用自動化方案設(shè)計使用戶達到規(guī)?；a(chǎn)，同時確保產(chǎn)品之品質(zhì)需求。

6）其他商業(yè)用途：從通訊器材，電腦行業(yè)、打印設(shè)備到音像制品等，均可采用明和超音波設(shè)備，他給您帶來了簡捷、清潔、高效的生產(chǎn)方式，為您帶來更多的機會。

六、電池行業(yè)照片樣件照片