簡單概述下超聲波焊接與高周波熔接

1）超聲波，是指人耳聽覺范圍之外的聲波。正常人的聽覺可以聽到16赫茲（Hz）-20千赫茲（KHZ）的聲波，低于16赫茲的聲波稱被稱之為次聲波或亞聲波，超過20千赫茲的聲波被稱為超聲波（超音波），超聲波焊接機也正是利用了超聲波的這項技術。行業(yè)也有人稱之為超音波塑焊機，超聲波熔接機。焊接作用力應該用測壓儀校準以便對不同焊機之間的焊接作用力進行直接比較。

2）高周波是指聲波的頻率大于100KHZ時，我們就稱之為高周波，高周波熔接機正是利用的高周波的這項技術。行業(yè)也稱之為高頻熔接機，高周波熔斷機等。

超聲波焊接的步驟

超聲波焊接的詳細步驟如圖所示：（超聲波焊接的詳細步驟）

步：兩個焊接塑膠件先后被放置在焊接夾具中。

第二步：焊頭下移，接觸上部塑膠件。

第三步：壓力通過焊頭，把兩個塑膠件件壓緊。

第四步：焊頭以15千赫茲或20千赫茲每秒的頻率垂直振動，機械振動能量傳導到兩個塑膠件的初始接觸區(qū)域，劇烈摩擦產(chǎn)生熱能，當焊接界面的溫度達到塑料的熔點后，塑料熔化并流動，振動停止，這一段時間稱為熔化時間。

第五步：繼續(xù)保持壓力一段時間直到熔化的塑料冷卻并固化，這段時間稱為保壓時間。

第六步：一旦熔化的塑料固化，去除壓力，退回焊頭，兩個塑膠件熔合在一起，超聲波焊接過程完成。

塑料的超聲波焊接性能

塑料分為熱固性塑料和熱塑性塑料。熱固性塑料可塑但不可逆。次加熱時可熔化流動，加熱到一定溫度，產(chǎn)生化學反應，交聯(lián)固化變硬而形成固體；二、家電：通過適當?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。但這種變化時不可逆的，當重新受熱加壓時，熱固性塑料不能再次熔化。因此，超聲波焊接不能焊接熱固性塑料。熱塑性塑料可塑又可逆；當加熱形成固體后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)僅經(jīng)歷形態(tài)的變化，是可逆的；重新加熱和加壓時，能夠重新熔化并再次形成固體。超聲波焊接能夠焊接大部分的熱塑性塑料。

熱塑性塑料又分為無定形塑料和半結(jié)晶塑料，由于二者的分子結(jié)構(gòu)和排布不同，二者的超聲波焊接性能又有所差別。

無定形塑料的分子結(jié)構(gòu)呈隨機分布，沒有一個明確的熔點Tm，其在一個很廣泛的溫度范圍內(nèi)逐步軟化、熔化和流動；超聲波設備的故障多為硬性故障，要謹慎清楚的檢查排除問題才輕易開機實驗。而不是一旦加熱到某個溫度就立即從固體熔化，然后又立即固化。無定形塑料這種特性非常易于傳導超聲波振動能力，能夠在較大的壓力和振幅范圍內(nèi)進行超聲波焊接。

半結(jié)晶塑料的分子結(jié)構(gòu)在局部呈規(guī)律性分布，有一個明確的熔點Tm，在溫度達到熔點之前，半結(jié)晶塑料始終保持著固態(tài)；當溫度達到熔點后，整個分子鏈立刻開始運動，并立即固化。無定形塑料和半結(jié)晶塑料的熔化過程區(qū)別如圖所示。

半結(jié)晶塑料呈規(guī)律性分布的分子結(jié)構(gòu)類似于彈簧，非常容易吸收高頻的超聲波振動能量，使得能量很難從焊頭傳導到焊接界面，必須有足夠大的超聲波能量才能使得半結(jié)晶塑料熔化。因此，相對于無定形塑料，半結(jié)晶塑料比較難焊接。為了使得半結(jié)晶塑料獲得較高的焊接質(zhì)量，往往需要考慮更多的因素，例如，較高的振幅、合適的焊接界面設計、焊頭的接觸、焊接的距離以及焊接夾具等。與焊接套件中的其它零件一樣，變幅桿是調(diào)諧裝置，因而它也必須在特定頻率共振以便將超聲能量從換能器傳至焊頭。無定形塑料和半結(jié)晶塑料的超聲波焊接難易程度如表2所示。

通過機械運動軟化完成焊接的方法

  機械運動焊接方式是一種全自動焊接過程，利用壓力下兩工件在摩擦過程中產(chǎn)生的熱量來熔化接觸面的塑料，對正固定直到凝結(jié)牢固，需要專用焊接設備。一旦確定了正確的焊接參數(shù)，操作工即可穩(wěn)定生產(chǎn)。其優(yōu)點是：快速、靈活、焊接過程穩(wěn)定且不需焊劑或保護氣體，也不產(chǎn)生有害氣體或熔渣，產(chǎn)品焊接質(zhì)量有保證。當時在作電流點焊電極加超聲振動試驗時，發(fā)現(xiàn)不通電流也能焊接上，因而發(fā)展了超聲金屬冷焊技術。按運動軌道可分為直線型和旋轉(zhuǎn)型：直線型可用于直線焊縫和平面焊縫的焊接，旋轉(zhuǎn)型可用于圓形焊縫的焊接。

1、超聲波焊接

       超聲波焊接是由信號發(fā)生器產(chǎn)生高頻正弦波信號，通過換能器轉(zhuǎn)換成高頻機械振動能，再經(jīng)由變幅桿及焊頭將放大后的振動耦合到被焊接塑料件上，高壓下的高頻摩擦使塑料接觸面瞬間產(chǎn)生高溫熔化，超聲波停止之后，經(jīng)短暫保壓冷卻后的兩個塑料件便焊接為一體，焊接過程一般不超過一秒鐘，焊接強

度可與本體媲美，廣泛應用于電子電器、汽車配件、包裝、塑料玩具、文具用品、日用品、工藝品等各個行業(yè)。焊接塑料制品時，既不要添加任何粘接劑、填料或熔劑，也不消耗大量熱源，具有操作簡便、焊接速度快、焊接強度高、焊件美觀、生產(chǎn)等優(yōu)點。另外，超聲波焊接工藝還可實現(xiàn)塑料與金屬件的鉚接。與變幅桿一樣，焊頭也是調(diào)諧裝置，在大部分應用中也提供機械放大，焊頭的長度必須是超聲波在其制造材質(zhì)中的半波長或半波長的整數(shù)倍。因此，超聲波焊接技術得到越來越廣泛的應用。

2、旋轉(zhuǎn)摩擦焊接

       通過工件相對高速旋轉(zhuǎn)摩擦將機械能轉(zhuǎn)換成熱能，使被焊接工件的接觸面摩擦升溫，熔化后加壓，從而焊接在一起。相比超聲波焊接，該工藝不受工件尺寸和材料的限制，并且焊接強度同比其他塑料焊接工藝更高，幾乎接近塑料本體強度。適用于濾芯、塑料杯、浮球、玩具球、蓮蓬頭等回轉(zhuǎn)體工件的焊接。為了減少稀釋，降低熔合比或控制不同金屬母材的熔化量，通常可選用熱源能量密度較高的電子束焊、激光焊等離子弧焊等方法。