当代社会，塑料的各种制品，已渗透到人们日常生活的各个领域，同时也被广泛应用到航空、船舶、汽车、电器、包装、玩具、电子、纺织等行业。然而，由于注塑工艺等因素的限制，在相当一部分形状复杂的塑料制品不能一次注塑成型，这就需要粘接，而沿用多年的塑料粘接和热合工艺又相当落后，不仅效率低，且粘接剂还有一定的毒性，引起环境污染和劳动保护等问题。传统的这种工艺已不能适用现代塑料工业的发展需要，于是一种新颖的塑料加工技术——超声波塑料焊接以其高效、优质、美观、节能等优越性脱颖而出。超声波焊接是一种固相焊接方法，焊件之间的连接是通过声学系统的高频弹性振动以及在工件之间静压力的夹持作用下实现的。超声波塑料焊接机在焊接塑料制品时，既不要添加任何粘接剂、填料或溶剂，也不消耗大量热源，具有操作简便、焊接速度快、焊接强度高、生产效率高等优点。因此，随着热塑性塑料及其复合材料的广泛应用，超声波焊接技术越来越广泛地获得应用。

超声波金属焊接原理简单介绍与说明1、超声波金属焊接机由来超声波金属焊接机英文注释：Ultrasonicmetalweldingmachine，超声波金属焊接是19世纪30年代偶然发现的。当时在作电流点焊电极加超声振动试验时，发现不通电流也能焊接上，因而发展了超声金属冷焊技术。它类似于摩擦焊，但有区别，超声焊接时间很短，温度低于再结晶；它与压力焊也不相同，因为所加的静压力比压力焊小的多。一般认为在超声波焊接过程中的初始阶段，切向振动出去金属表面的氧化物，并是粗糙表面的突出部分产生反复的微焊和破坏的过程而使接触面积增大，同时使焊区温度升高，在焊件交界面产生塑性变形。这样在接触压力的作用下，相互接近到原子引力能够发生作用的距离时，即形成焊点。焊接时间过长，或超声波振幅过大会使焊接强度下降，甚至破坏。2、超声波金属焊接机原理超声波金属焊接是利用每秒钟数万次的高频振动波传递到两个需焊接的金属工件表面，再施以一定的压力，使金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，达到焊接的目的。3、超声波金属焊接机特点和优缺点：特点：1)-两被焊接物体重叠,经超声振动加压接合成固态形式,接合时间短,且接合部分不产生铸造组织（粗糙面）缺陷。2)-超声焊与电阻焊方法比较，模具寿命长，模具整修与替换时间少，而且易于实现自动化。3)-同种金属不同种金属之间均可以进行超声焊接，与电气焊相比耗费能量少得多。4)-超声焊与其他压焊相比，要求压力较小，且变型量在10%以下，而冷压焊其工件变形量达40%-90%。5)-超声焊接不像其他焊接那样要求进行被焊表面的预处理及焊后的后处理。6)-超声焊接无需助焊剂、金属填料、外部加热等外部因素。7)-超声焊接可以使材料的温度效应降到最低（焊区的温度不超过被焊金属绝对熔化温度的50%）,从而不使金属结构变化，因此很适合电子领域中的焊接应用。优点：熔合强度高；接近冷态加工、工件不退火、无氧化痕迹；焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零；对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接；焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料。焊接无火花，环保安全。

在购买超声波金属点焊机时，根据自身情况可作如下判断：1.是否具备频率自动追踪技术一般没有频率自动追踪技术的设备，必然存在一个调频按钮，用于调节静态时的谢震频率，目前市场常见的国内设备也会把这个旋钮隐藏起来，不容易被发现。2.振幅是否无极连续可调多数厂家调节振幅只有两种方法。1.改变变压器抽头，分为3个档位；2.改变变幅杆变比用机械的方式把振幅加大，过大的振幅往往成为系统的负担，导致焊接效果差。振幅连续可调的设备可以实现多种不同的焊接工艺，如一台焊接铝箔的设备也能焊铜箔，或者焊接不同厚度的金属工件，通过调节振幅以及焊接相关参数就能实现。3.工作模式大多数厂家的工作模式为时间控制，有些也会带有能量控制模式，但他们检测人的能量是整台设备的用电功率，而不是换能器的实际电流，因此有些技术参数自身也比较模糊，所以也谈不上控制，由厂家检测出来的能量一般带有虚假性。4.换能器目前国内多数厂家换能器都是配的，少量是根据变幅杆结合数据软件计算自制的，通过阻抗分析仪测试优劣性，一般外购的换能器常用于塑料焊机，阻抗值为8-12兆，品质因数Qm值为3000-5000，带负载焊接能力最高也只能达到2kw，不足以达到焊接金属的要求。金属焊的换能器动态阻抗一本为2欧姆以下，塑料焊换能器动态阻抗为10欧姆左右。5.设备整体性能，最好的方式就是样品焊接，通过对焊接样品的测试拉力以及电性能来判断。国内市场金属焊接机做得好顶级功率也就5kW左右，而有些厂家的8kw，10kw,12kw等都属虚标。

超声波模具对不同的焊接对象使用不同的工具头，不管是近场焊接还是传输焊接，半波长的工具头才能够使焊接端面达到满意的振幅。而工具头，分为带振幅放大的和不带振幅放大的两种。超声波模具频率参数：任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40KHz等，焊接机的工作频率主要由换能器、变幅杆、和焊头的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态，每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。发生器及机械共振频率都有一个谐振工作范围，一般设定为0.5KHz，在此范围内焊接机基本都能正常工作.我们制作每一个焊头时，都会对谐振频率作调整，要求做到谐振频率与设计频率误差小于0.1KHZ，如20KHz焊头。超声波模具振幅参数：振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。由于换能器不同，所以其输出的振幅会有所不同，经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅，通常换能器的输出振幅为10-20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状，前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。

超声波焊接机的发展对于现代化的工业发展提供重要的作用，其超声波所能产生的能量是非常大的，对于焊接的范围连同一起扩大。超声波焊接机技术的焊接速度快、焊接精度高、焊接焊点强度高；焊接范围广、稳定性好、被焊接后的工件变形很小；焊接时,不需添加焊接剂,对被加工物不产生污染、不产生有害气体,因此是一种环保的焊接方法；焊接时,只需提供较小的动力即可进行焊接,耗能低；焊接物表面清洁美观、平整光滑；操作简单、成本低、效率高、密封性好.超声波焊接机是利用超声波频率（超过20000赫兹）的机械振动能量,连接同种或异种金属、半导体、塑料及金属陶瓷等材料的特殊焊接方法.超声波焊接机作用于热塑性的塑胶表面时,会产生每秒上万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声波能量传到焊区,又由于焊区即两个焊接的交界面处声阻比较大,因此会产生局部高温.又由于塑料制品导热性差,一时还不能及时散发出聚集的能量,因此能量就会聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定的压力后,就会使其融合成为一体.当超声波停止作用后,让压力再持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,从而达到焊接的目的.在对金属进行超声波焊接时,既不向工件输送电流也不向工件施以高温热源,只是在静压力作用之下,将弹性振动能量转变为工件界面间的摩擦功、形变能及有限的温升,使得焊接区域的金属原子被瞬间激活,两相界面处的分子相互渗透,最终实现金属焊件的固态连接.

​   超声波模具的设计和生产一定是非常的简单。千万不要被误导，当使用一个加工不当或是未经过调谐的焊头，将给你的生产带来昂贵的损失——它会破坏焊接效果，甚至更严重的会直接导致换能器或发生器的损坏。                    因此超声波模具的设计绝不像它的外形那样简单，相反需要很多的专业知识和技能——如何保证焊头能够经济的工作？如何保证焊头能够将换能器转换的机械振动能有效地传递到工件上，我们的工程师将每一个环节都考虑得非常充分。   超声波模具是超声波技术中具有技术深度的一个方面。即使已经拥有几年的设计和开发经验，我们还是坚信只有通过严格的测试和质量控制才能生产出好的焊头。我们的工程师将焊头的声学特性和机械特性完美的结合起来，设计出符合客户需要的产品。   我们生产的每一套焊头和模具，不管是标准产品还是根据客户要求定制的，都是用好的材料制成的同时经过反复的测试。焊头的外形、强度以及音频等各种参数经过多次试验，能符合为严格的标准，焊头和模具达到完美的匹配。

​超声波焊接机焊接的效果好不好与弹性模量、摩擦系数、热导率成正比，与其密度、比热容、熔点成反比。超声波焊接的效果主要与材料的熔点和表面摩擦系数有关。有什么材质影响？下面来了解具体知识。1、焊接材料改性的    超声波焊接材料的改性会影响超声波焊接质量，纤维等填料的加入能够提高高分子材料的硬度，有利于超声波的传递，在适宜的工艺条件下埴料加入可以提高超声波焊接接头强度。2、材料表面粗糙度    增加材料表面粗糙程度可以降低声阻抗。提高表面能流密度，从而提高其超声波焊接质量。采用表面有滚制花纹的膜材料能够得到更高的超声波焊接质量，比表面光滑的PP膜的超声波焊接接头强度提高接近一倍。3、材料搭接宽度    材料搭接宽度的增加使超声波焊接接头强度降低。因为随着搭接宽度增加，超声波焊接接头边缘应力集中增加，边缘出现的微裂纹增多，接头强度降低。超声波焊接用层合法和浸渍法制备的玻璃纤维改性PP，超声波焊接接头强度都随着宽度增加而降低。4、焊接面到焊头距离    材料超声波焊接面到焊头的距离达到半波长值时超声波焊接接头强度大。超声波在塑料中传递主要是纵向波，纵向波峰值往往出现在半波长，距离接近半波长时超声波传递给超声波焊接界面热能量多的，能得到良好的超声波焊接接头。        针对不同厚度的HS1000(芳基磷酸盐和粘土改性的聚苯醚,半波长为3.86cm)进行超声波焊接，结果发现存在临界厚度为3.86cm，小于临界厚度时超声波焊接接头强度和伸长率随厚度的增加而增加，大于临界厚度时超声波焊接接头强度迅速降低。​

​    超声波熔接机是使用超声波技术，经过焊头将超声波能量传递到加工的塑料工件上，让两个工件之间产生高强度的摩擦，从而使两个工件的外表相互交融。这个机械设备虽然不能焊接金属材料，但是在塑料件的交融工作中具有加工速度快和焊缝牢固的优点，下面我们就经过超声波熔接机加工车灯为例，来了解它的优点。                   在使用超声波熔接机出产车灯之前，是用热熔枪对灯具的塑料件进行交融，工人先将胶放到枪体中进行加热熔融，然后经过枪头挤出塑料液体粘接在两个工件的外表。这种加工的工艺存在着许多的缺点，塑料挤压量不容易操控，有些熔化的胶水凝聚时刻过长，这会导致粘合不良。    这种热熔枪对操作工人的要求比较高，操作不便当。并且出产的产品还会呈现开胶等质量的问题，在出产的进程中会产生大量的次品，给灯具制造厂家带来巨大的丢失。直到超声波熔接机的呈现，才处理了车灯制造厂出产的问题，提升了产品的出产质量和出产效率。    超声波熔接机是由气压驱动电路、振动发生器、操控箱焊头和底模四部分组成，在气压驱动回路中，空气经过压力阀，流量调节阀进入双向自在缸，并与自动操控IC回路配合，使各种焊接条件的设定十分牢靠。    当超声波熔接机运用到车灯的出产中时，只要做好调试，就能自动化出产，并不需要操作工人复杂的操作，十分智能。并且超声波熔接机加工的产品质量十分好，不会呈现开胶等现象，车辆及时在快速的行驶中，灯具也能保证杰出的外形。

​   超声波焊接机主要由如下几个部分组成：发生器、气动部分、程序控制部分，换能器部分。                 1、发生器：主要作用是将工频50HZ的电源利用电子线路转化成高频（例如20KHZ）的高压电波。   2、气动部分：主要作用是在加工过程中完成加压、保压等压力工作需要。   3、程序控制部分：控制整部机器的工作流程，做到一致的加工效果。   4、换能器部分：是将发生器产生的高压电波转换成机械振动，经过传递、放大、达到加工表面。

​   超声波焊接机按照自动化水平可以分为自动焊接机、半自动超声波焊接机、手动焊接机，对于现代化企业来讲，自动化水平越高越有利于企业流水线生产，所以自动焊接机的使用是企业未来的一个趋势。具有生产效率高、焊接质量好、环保又节能等显著优点。那么超声波焊接机有什么方法检测音波？   1、先调整超声波发生器与超声波换能器系统的谐振前，超声波模具与二级杆一定要锁紧。调谐时，超声波模具不要接触其它物品。   2、其次开电源开关。   3、再按下音波测试开关，并看负载表，（如电流表指针超30%或超过2A，则按下音波测试开关的时间要非常短），调整调谐电感，左右旋转直到负载电表批示在的位置小，通常在5%-15%或300MA-900MA之间。   4、超声波塑料焊接机机身设有卡位，所以调谐电感的调整范围只有360度，如超声波熔接模具的频率同20K或15K相差有点远的情况下，要打开超音波焊接机的机盖，拆开固定位再进行调整。