超声波焊接原理和应用

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，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。物郎）酯烯烯热塑性塑料超声波焊接的相容性示例图表一、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。柯本乐方法与铆焊物法类似，乙将C凹A状P的）焊头压着里于塑尔胶）品外圈，焊头发酯出超声波烯超高频振动后将塑胶熔融成形800）烯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。ABS■■■○○○ABS/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-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、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，熔接前先经烘乾会较易熔接。HiglDensity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LowDensity低密度Generalpurpose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FilledPS聚苯乙烯比重轻，有良好绝缘性，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。Polyphenylene聚氧化Qxide(ppo)二甲苯耐热与耐湿性，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ListofNaterials不同塑料之熔接状况weldingconditionofdifferentplasticeUltrasonic超声波焊接Hot-plate热板VibrationSpinRadioFreq旋转震动高频Nearfieldwelding近距离Farfieldewelding远距离Inserting塑胶Staking铆接Spotwelding点焊oncontact接触①lowtemp低温OnContact②hightemp高温Non-contacd不接触③Acrylic/Styrenne/Acrylonitrle(ASA)丙烯酸/苯乙烯/丙烯晴2-32△2222-333224Acrylonitrle/Butadiene/Styrenne(ABS)丙烯硝/丁二烯/苯乙烯（超不碎胶）11△1-2111-22221-24Celluloseacervate(CA)醋酸纤维素/纤维素乙酸脂22-3△22-323-43-43-4223-4Methacrylate(Acrylic)(PMMA)甲基丙烯酸脂（亚加力）1-21-2△1-222212-32-323-4PA-Blends尼龙混合物3*3-4△3-43-43-423-4322-34PC-ABS-BlendsPC/ABS混合物2-33△3-432-3233224PC-PBT-BlendsPC/PBT混合物2-33-4△3-43-42-3233224Polyaceta(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6/62-32-3&2-3332-322-31-223-4Polyamide-copolymer(Nylon6-3-T)尼龙6-3-T222222-333223-4Polybutylaneterephthalate(PBT)聚丁稀酸脂3injectionparts注塑件2-3&232-33-433224Polycarbonate(PC)聚碳酸脂（防弹胶）22△2222-32-3221-24Polyethylene(PE)聚乙烯（软胶）34332123324Polyethyleneterephthalate(PET)聚乙烯酸脂（宝特胶）3injectionparts2-3&2-32-333-43322-341Foils加薄胶膜Polyphenyleneoxide(PPO)聚氧化亚苯22△2-32-32-3223224Polyphenylenesulfide(PPS)聚硫苯22&222233224Polypropylene(PP)聚丙烯（百折胶）34332123224Polystyrene(PS)聚苯乙烯（硬胶）11△11112321-24Polysukfoneresin(PSO)聚砜树脂22&22-322-32-33224Polyvinylchloride(PVC)聚氯乙烯2-3withFoils加薄胶膜3△2-32-32-31-23#3-42-321PP-EPDM-BlendsPP-EPDMh混-合物33-4△3-42-3222-32-32243withPPO-Blends聚氧化亚苯混合物Foils加3-4△3-43-4322-32-3224薄胶膜Styrene/Butadiene(SB)苯乙烯/丁二烯11△22133321-24ListofSymbols字符代表1=Verygood非常好2=Good良好3=limited尚可4=Notpossible不可能#=Exhoustfanrecommended建议加排氧扇△=Energydirectorrecommended建议焊接面加焊线*=KnurlEucedhornrecommended建议焊头表面刻浪花纹&=Shearjointrecommended建议焊接面造剪切面Hotplatetemperatureupto290摄氏度,heatplatensincontactwithpartstobewelded.热板温度达到290摄氏度，热板要与工作接触。Hotplatetemperatureaboveto290摄氏度,manyapplicationswithtemperaturerangabove340摄氏度,Heatplatensincontactwithpartstobewelded.热板温度达到290摄氏度以上，热板仍与工作接触，很多实例都要用约340摄氏度范围温度。temperaturerangfrom400摄氏度to650摄氏度,Nocontactbetweenheatplatnsandparttobewelded.热板温度在400摄氏度-650摄氏度，热板与工作部接触。