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一、超聲波焊接的基本原理

超聲波焊接是通過高頻振動波的傳遞，將能量作用于待焊接物體的表面。在施加壓力的同時，這些高頻振動波使物體表面產(chǎn)生摩擦，進而促使分子層之間的熔合。這種焊接方式具有高效、環(huán)保等特點，在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

超聲波焊接系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分有超聲波發(fā)生器、換能器、變幅桿、焊頭三聯(lián)組、模具以及機架。這些組件協(xié)同工作，實現(xiàn)高效、環(huán)保的超聲波焊接。

超聲波焊接過程中，50/60赫茲的電流被超聲波發(fā)生器巧妙地轉(zhuǎn)換為15、20、30或40 KHz的高頻電能。隨后，這些電能經(jīng)過換能器的轉(zhuǎn)換，變?yōu)橥l率的機械運動。這一機械運動再通過變幅桿裝置進行振幅調(diào)整，并最終傳遞至焊頭。焊頭將接收到的振動能量精準地作用于待焊接工件的結(jié)合部，在此區(qū)域，振動能量通過摩擦轉(zhuǎn)化為熱能，使需要焊接的部件區(qū)域熔化，從而實現(xiàn)焊接。值得一提的是，超聲波技術(shù)不僅適用于金屬和硬熱塑性塑料的焊接，還可用于加工織物和薄膜等材料。本文將重點探討金屬和塑料的焊接應(yīng)用。
1）超聲波金屬焊接原理
超聲波金屬焊接，一種利用超聲頻率（高于16KHz）機械振動能量的特殊焊接方法，適用于連接同種或異種金屬。在焊接過程中，金屬工件不會接受電流或高溫熱源，而是在靜壓力的作用下，將振動能量轉(zhuǎn)化為工件間的摩擦、形變以及有限的溫度上升。這種冶金結(jié)合方式是在母材不熔化的情況下實現(xiàn)的固態(tài)焊接，從而有效避免了電阻焊接時可能出現(xiàn)的飛濺和氧化問題。超聲金屬焊機能夠輕松應(yīng)對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料，無論是單點、多點還是短條狀焊接，都能輕松完成。這一技術(shù)廣泛應(yīng)用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片以及極耳的焊接。

2）超聲波塑料焊接原理
當超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會產(chǎn)生每秒數(shù)萬次的高頻振動。這種高頻振動，通過上焊件，將超聲能量傳送到焊區(qū)。由于焊區(qū)，即兩個塑料件的交界面處的聲阻較大，因此會產(chǎn)生局部的高溫。又因為塑料的導(dǎo)熱性較差，這些熱量無法迅速散發(fā)，而是聚集在焊區(qū)，導(dǎo)致兩個塑料件的接觸面迅速熔化。在施加一定的壓力后，這兩個熔化的表面會融合在一起。當超聲波停止作用后，保持幾秒鐘的壓力，使焊接部分凝固成型。這樣，就形成了一個堅固的分子鏈，從而實現(xiàn)了焊接的目的，其焊接強度可接近原材料的強度。

超聲波塑料焊接的效果受到多個因素的影響，包括換能器焊頭的振幅、施加的壓力以及焊接時間。其中，焊接時間和焊頭壓力是可以調(diào)節(jié)的，而振幅則由換能器和變幅桿共同決定。這些因素之間存在一個相互作用的最佳值。如果能量超過這個最佳值，塑料的熔解量就會增加，可能導(dǎo)致焊接物變形；而能量過小則可能導(dǎo)致焊接不牢固。此外，施加的壓力也不能過大，最佳壓力通常為焊接部分邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積。

二、超聲波熔焊的應(yīng)用方法

超聲波熔焊是一種廣泛應(yīng)用于塑料加工領(lǐng)域的工藝技術(shù)。通過將超聲波能量作用于熱塑性塑料的接觸面，可以產(chǎn)生高效的高頻振動，進而實現(xiàn)塑料件的牢固焊接。這種焊接方法具有高效、環(huán)保、成本低廉等優(yōu)點，因此在塑料制品的生產(chǎn)和維修中發(fā)揮著重要作用。
1）熔接法：通過超音波的高頻振動，焊頭在適當壓力下使兩塊塑料的接合面產(chǎn)生摩擦熱，從而實現(xiàn)瞬間的熔融接合。這種焊接方法的強度可與塑料本體相媲美，且只需合理的工件和接口設(shè)計，便能達到良好的水密和氣密性，同時避免了使用輔助品的繁瑣，實現(xiàn)了高效且清潔的熔接過程。
2）埋植法：通過焊頭的傳導(dǎo)和適當壓力的作用，金屬零件（例如螺母、螺桿等）能瞬間被擠入預(yù)先在塑料中預(yù)留的孔洞內(nèi)，并固定在特定深度。這種方法在完成后，無論是拉力還是扭力，其強度都可與傳統(tǒng)模具內(nèi)成型的零件相媲美。同時，它還避免了射出?？赡茉馐艿膿p傷以及射出速度緩慢的問題。

3）鉚焊技術(shù)：
鉚焊法是一種通過振動焊頭來壓制物品突起部位，使其熱熔形成鉚釘狀，進而實現(xiàn)兩物體機械鉚合的技術(shù)。

4）點焊技術(shù)：
點焊是一種針對焊線設(shè)計困難的物體所采用的分點焊接方法，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)熔接的效果。

5）成型工藝：
成型工藝與鉚焊法相似，通過將凹狀焊頭壓在塑膠品的外圈，利用焊頭發(fā)出的超音波超高頻振動將塑膠溶融，進而使其包覆在金屬物件上達到固定效果，同時呈現(xiàn)出光滑美觀的外觀。這種工藝在電子類產(chǎn)品、喇叭的固定成形，以及化妝品中的鏡片固定等方面有著廣泛的應(yīng)用。

三、成型工藝的優(yōu)點

成型工藝相較于傳統(tǒng)的鉚焊法，具有諸多顯著優(yōu)勢。其通過凹狀焊頭壓在塑膠品外圈，利用焊頭發(fā)出的超音波超高頻振動，將塑膠材料有效溶融，并使其完美包覆在金屬物件上，從而實現(xiàn)牢固的固定效果。不僅如此，該工藝還能呈現(xiàn)出光滑且美觀的外觀，大大提升了產(chǎn)品的整體質(zhì)感。正因如此，成型工藝在電子類產(chǎn)品、喇叭的固定成形，以及化妝品中的鏡片固定等多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用和認可。
1）超聲波金屬焊接的眾多優(yōu)勢包括：
a、在焊接過程中，金屬材料不會熔融，從而保持其原有的堅固特性。
b、焊接完成后，導(dǎo)電性能優(yōu)異，電阻系數(shù)極低，甚至接近零。
c、該工藝對金屬表面的處理要求不高，無論是氧化還是電鍍，都可以進行順利焊接。
d、焊接所需時間短，且無需使用助焊劑、氣體或焊料等輔助材料。
e、整個焊接過程無火花產(chǎn)生，確保了環(huán)保與安全。
2）超聲波塑料焊接的顯著優(yōu)點包括：
a、其焊接速度迅速，且焊接強度高、密封性能優(yōu)越。
b、此工藝不僅成本低廉，還具有清潔無污染的特性，同時避免了傳統(tǒng)焊接/粘接工藝對工件的損傷。
c、在焊接過程中，由于采用了穩(wěn)定的軟件系統(tǒng)進行參數(shù)跟蹤監(jiān)控，使得故障排查和維護變得簡單容易。

四、超聲波塑料焊接的適用范圍

超聲波塑料焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用于多個行業(yè)，適用于各種塑料制品的焊接需求。其獨特的焊接方式和優(yōu)越的性能，使得它在塑料加工領(lǐng)域中占據(jù)著不可或缺的地位。無論是汽車零部件、家用電器，還是醫(yī)療器械、電子產(chǎn)品，超聲波塑料焊接都能滿足其高效、高質(zhì)量的焊接要求。
1）、鎳氫電池中，鎳網(wǎng)與鎳片的互熔連接。
2）、鋰電池及聚合物電池制造時，銅箔與鎳片、鋁箔與鋁片的互熔需求。
3）、電線互熔，支持單根與多根電線的互熔工藝。
4）、電線與各類電子元件、接點、連接器的焊接融合。
5）、家電和汽車領(lǐng)域中，大型散熱座、熱交換鰭片、蜂巢心的互熔連接。
6）、電磁開關(guān)、無熔絲開關(guān)等大電流接點，實現(xiàn)異種金屬片的互熔連接。
7）、金屬管封尾、切斷工藝，確保水、氣密性。

五、超聲波塑料焊接的應(yīng)用前景

超聲波塑料焊接技術(shù)在各個行業(yè)的應(yīng)用前景廣闊。其快速、高效、環(huán)保且牢固的焊接特點，正逐漸贏得更多行業(yè)的青睞。隨著塑料制品在各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，超聲波塑料焊接技術(shù)必將發(fā)揮更加重要的作用。
1）汽車行業(yè)：超音波焊接技術(shù)在汽車制造中發(fā)揮著重要作用，能夠通過計算機程序精確控制大件和不規(guī)則工件的焊接，如保險杠、前后門、燈具和剎車燈等。此外，隨著高等級公路的普及，反光片的超音波焊接需求也在不斷增加。新能源汽車行業(yè)的崛起，更是將這一技術(shù)推向了新的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在電池制造方面。

2）家電行業(yè)：超音波焊接技術(shù)在家電領(lǐng)域的應(yīng)用同樣廣泛，包括手提日光燈罩、蒸氣熨門、電視機外殼等眾多需要密封、牢固和美觀的產(chǎn)品。通過適當?shù)恼{(diào)整，這一技術(shù)能夠滿足各種家電產(chǎn)品的特殊需求。

3）包裝行業(yè)：超音波焊接技術(shù)還廣泛應(yīng)用于軟管封口和特殊打包帶的連接，其高效、牢固的特點使得包裝產(chǎn)品更加耐用，提高了消費者的購買體驗。

4）玩具行業(yè)：超音波技術(shù)的應(yīng)用使得玩具產(chǎn)品更加清潔、高效和牢固，無需使用螺絲、粘合劑等輔助品，降低了生產(chǎn)成本，提升了企業(yè)的市場競爭力。

5）電子行業(yè)：超音波焊接技術(shù)在電子行業(yè)中發(fā)揮著規(guī)模化生產(chǎn)的作用，能夠滿足電子產(chǎn)品對品質(zhì)的嚴格要求，確保生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

6）其他商業(yè)用途：從通訊器材到電腦、打印設(shè)備等眾多行業(yè)，超音波焊接技術(shù)都發(fā)揮著其簡捷、清潔和高效的生產(chǎn)優(yōu)勢，為客戶帶來更多的商業(yè)機會。

六、焊接視頻欣賞：

首先，讓我們欣賞一段引線焊接的視頻。這段視頻展示了超音波焊接技術(shù)在精細焊接方面的卓越表現(xiàn)，通過精準控制，實現(xiàn)了引線的牢固連接。

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