超聲波塑料焊接是利用超聲波的高頻振動在亞秒級的時間內將兩個熱塑性材料精準地密封。在高頻率的聲波壓力下，整個零件連接過程在不到0.2秒的時間內實現。

超聲波的高頻振動被傳遞到與塑料部件直接接觸的表面。由于焊接區域的邊界具有較大的聲阻抗，因此在短時間內會產生高溫。熱塑性塑料是一種非常差的熱導體，在將塑料的狀態從固體變為液體之前，難以將自身熱量散發出來。在施加壓力的情況下，會使兩個零件混合在一起，就好像它們是一個整體。一旦停止發出超聲波信號，零件將再次變硬。焊接結束后，兩個零件之間會形成清潔且牢固的焊縫。焊縫的強度接近在焊縫中形成的原材料的強度。

01工作原理

超聲波焊接的工作原理是對兩個塑料零件施加15至70 kHz的高頻振動，高頻振動可以隨具體的焊接應用改變。這種振動是通過在換能器中使用壓電陶瓷產生的，該壓電陶瓷將電信號轉換為機械運動。換能器產生垂直振動，然后通過變幅桿和隨后的超聲工具頭傳遞。在塑料焊接中，超聲變幅桿通常設計為在焊接區域的正上方接觸零件，以便振動可以通過上部傳播到焊接區域。

超聲波焊接原理

超聲波高頻振動會在焊接區域產生周期性應變，從而產生熱量，從而使兩個塑料零件在部分區域內熔化并焊接。由于超聲波振動作用于整個焊接表面，因此通常會添加能量導向器以控制熔化并減小實現焊接所需的振幅。

02超聲波焊接優點

快速：超聲波焊接的優點之一就是高速度，焊接時間大致在1到3秒之間。高強度：超聲波焊接焊可以承受足夠的張力，焊接的強度可以根據焊接材料進行適當調控。焊接效果好：超聲焊接具有優異的焊接效果，由于是聲波焊接，因此在焊接過程中不會使塑料零件燃燒發黑。焊接成本較低：超聲焊接無需膠水、溶劑，粘合劑，機械緊固件，勞動力更少，成本更低。

03超聲波焊接技巧

零件設計

超聲焊接零件設計的*關鍵方面是零件的幾何形狀和接頭樣式。例如，如果氣密密封對于產品性能至關重要，請考慮使用榫槽連接，而不是使用鑿形或其他連接。在零件表面上添加紋理化或“能量導向器”可進一步提高接頭的可靠性和制造的零件質量。

材料選擇

超聲波焊接可與多種熱塑性塑料配合使用，但彼此之間或與工藝之間不兼容，因此請謹慎選擇。在為零件設計選擇了材料類型后，請確保您的供應鏈可以始終如一地制造（例如注塑模具）公差要求嚴格的零件。如果需要更改或更改材料，**在專業人員的幫助下重新評估工藝，因為可能需要更改焊接參數甚至更改設備。由于焊接質量和強度與零件設計和材料緊密相關，因此請認識到即使很小的變化也會對連接過程產生重大影響。

塑料兼容性

驅動技術

根據塑料焊接具體的生產目標和預算來進行正確的驅動技術選擇。對于其產品設計使用對監管和可追溯性要求很高的精密或小型組件的醫療或電子制造商而言，此選擇尤其重要。常規的氣動致動技術依賴于較高水平的下壓力來致動焊接過程，并且對于薄壁或易碎零件而言可能過于堅固。他們需要一種能夠在低水平的驅動力和焊接力下提供更靈敏分辨率的技術。

設備適應性

為了跟上不斷發展的生產要求，可以選擇具有模塊化和適應性的焊機。強調具有短交貨期的模塊化系統，可以在臺式機上手動操作或在需要提高生產速度時實現全自動。需要簡單直觀的控件，這些控件可以建立并保持一致的過程質量，自動進行調整以管理微小的變化，并收集所需的零件和可追溯性數據。

04總結

超聲波塑料焊接機可以輕松完成諸如插入，螺柱焊，熔接，脫脂和點焊熱塑性塑料之類的任務。它可以層壓，切割和密封熱塑性織物和薄膜。使用超聲波塑料焊接機可輕松完成螺柱焊，熔接，脫脂和點焊熱塑性塑料。在超聲波塑料焊接中，選擇合適的焊接工具并且利用焊接技巧進行焊接是必要的。

超聲波塑料焊接設備示意圖