高周波熔接機(jī)和超聲波塑焊機(jī)的工作原理

1）超聲波塑焊機(jī)工作原理是由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生20KHz(或15KHz)的高壓、高頻信號，通過超聲波換能系統(tǒng)，把信號轉(zhuǎn)換為高頻機(jī)械振動，加于塑料工件之上，通過工件表面及在分子間的磨擦而使傳遞到接口的溫度升高，當(dāng)溫度達(dá)到此工件本身熔點(diǎn)時，使工件接口迅速熔化，繼而填充于接口間的空隙，當(dāng)震動停止，工件同時在一定的壓力下冷卻定形，便達(dá)成有效的熔接。超聲波是指頻率大于20000Hz以上的聲波，超聲波是聲波大家族中的一員，其超出了人耳聽覺的上限（20000Hz），故而得名超聲波。

2）高周波熔接機(jī)工作原理是介質(zhì)材料在高頻電磁的作用下使物料內(nèi)部分子間互相激烈碰撞產(chǎn)生高溫終達(dá)到焊接和熔接的目的。

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(xué)反應(yīng)，交聯(lián)固化變硬而形成固體；但這種變化時不可逆的，當(dāng)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；4：超聲波模具的認(rèn)識誤區(qū)：超聲波模具是根據(jù)產(chǎn)品來量身訂制的，不同的焊接件制作的超聲波模具是不一樣的。當(dāng)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(jī)分布，沒有一個明確的熔點(diǎn)Tm，其在一個很廣泛的溫度范圍內(nèi)逐步軟化、熔化和流動；2）高周波熔接機(jī)工作原理是介質(zhì)材料在高頻電磁的作用下使物料內(nèi)部分子間互相激烈碰撞產(chǎn)生高溫終達(dá)到焊接和熔接的目的。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(dǎo)超聲波振動能力，能夠在較大的壓力和振幅范圍內(nèi)進(jìn)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(diǎn)Tm，在溫度達(dá)到熔點(diǎn)之前，半結(jié)晶塑料始終保持著固態(tài)；當(dāng)溫度達(dá)到熔點(diǎn)后，整個分子鏈立刻開始運(yùn)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(dǎo)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(shè)計、焊頭的接觸、焊接的距離以及焊接夾具等。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。另外，由于處在高溫的時間長，這一區(qū)域的擴(kuò)散層會擴(kuò)大，會進(jìn)一步使金屬的不均勻性增加。

如何正確選擇塑料焊接機(jī)設(shè)備

塑料焊接大體有兩種方法：粘接和焊接。一般來講，粘接工藝生產(chǎn)效率低、不美觀，且膠粘劑都有一定的毒性；而焊接工藝相對來說生產(chǎn)、焊件美觀、焊接強(qiáng)度高，所以，塑料焊接工藝得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

       首先，要選取正確的可焊接的材料。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，只有分子結(jié)構(gòu)相同或相近的熱塑性塑料才能進(jìn)行焊接。在焊接面上是分子間的化學(xué)結(jié)合，所以母體材料越相近，焊接效果越好。同時，塑料中填充料的含量同塑料的可焊性和焊接質(zhì)量有很大的關(guān)系，它們改變了材料的物理特性。填充物含量超過 30% 時，由于表面塑料比例不足，分子間融合的不夠，會降低焊接密封性。異種金屬焊接的時候，由于焊縫兩側(cè)的金屬和焊縫的合金成分有著明顯的差別，焊接過程中，母材和焊材都會熔化并相互混合，混合的均勻程度隨著焊接工藝的改變而改變，而且焊接接頭不同的位置，混合均勻程度也有很大差異，這就造成了焊接接頭化學(xué)成分的不均勻性。

       其次還要根據(jù)材料種類和制品形狀、成本的的高低采取適當(dāng)?shù)暮附臃椒?。按所采用的加熱軟化方式的不同，塑料焊接可分為通過外加熱源、機(jī)械運(yùn)動及電磁作用軟化等幾種。