超聲波焊接原理和應(yīng)用

1、超聲波焊接原理：超聲波焊接是熔接熱塑性塑料制品的高科技技術(shù)，各種熱塑性膠件均可使用超聲波熔接處理，而不需加溶劑，粘接劑或其它輔助品。  其優(yōu)點(diǎn)是增加多倍生產(chǎn)率，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量及安全生產(chǎn) 。  超聲波塑膠焊接原理是由發(fā)生器產(chǎn)生20KHz(或15KHz)的高壓、高頻信號(hào)，通過(guò)換能系統(tǒng)，把信號(hào)轉(zhuǎn)換為高頻機(jī)械振動(dòng)，加于塑料制品工件上，通過(guò)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)到此工件本身的熔點(diǎn)時(shí)，使工件接口迅速熔化，繼而填充于接口間的空隙，當(dāng)震動(dòng)停止，工件同時(shí)在一定的壓力下冷卻定形，便達(dá)成完美的焊接。   

2、0;新型的15KHz超聲波塑膠焊接機(jī)，對(duì)焊接較軟的PE、PP材料，以及直徑超大，長(zhǎng)度超長(zhǎng)塑膠焊件，具有獨(dú)特的效果，能滿(mǎn)足各種產(chǎn)品的需要，能為用戶(hù)生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品檔次貢獻(xiàn)。     超聲波焊接工藝： 一、超聲波焊接：  以超聲波超高頻率振動(dòng)的焊頭在適度壓力下，使二塊塑膠的結(jié)合面產(chǎn)生磨擦熱而瞬間熔融接合，采用合適的工件和合理的接口設(shè)計(jì)，可達(dá)到水密及氣密，并免除采用輔助品帶來(lái)的不便，實(shí)現(xiàn)高效清潔的焊接焊接強(qiáng)度可與本體媲美。二、鉚焊法：將超聲波超高頻率振動(dòng)的焊頭，壓著塑膠品突出的梢頭，使其瞬間發(fā)熱融成為鉚釘形狀，使不同材質(zhì)的材料機(jī)械

3、鉚合在一起。三、埋植：借著焊頭之傳導(dǎo)及適當(dāng)壓力，瞬間將金屬零件(如螺母、螺桿等)擠入預(yù)留的塑膠孔內(nèi)，固定在一定深度，完成后無(wú)論拉力、扭力均可媲美傳統(tǒng)模具內(nèi)成型之強(qiáng)度，可免除射出模受損及射出緩慢之缺點(diǎn)。六、切割封口：運(yùn)用超聲波瞬間發(fā)振原理，對(duì)化纖織物進(jìn)行切割，其優(yōu)點(diǎn)切口光潔不開(kāi)裂、不拉絲。四、成型：本方法與鉚焊法類(lèi)似，將凹狀的焊頭壓著于塑膠品外圈，焊頭發(fā)出超聲波超高頻振動(dòng)后將塑膠熔融成形而包覆于金屬物件使其固定，且外觀光滑美觀、此方法使用在電子類(lèi)、喇叭之固定成形，及化妝品類(lèi)之鏡片固定等。五、點(diǎn)焊A、將二片塑膠分點(diǎn)焊接無(wú)需預(yù)先設(shè)計(jì)焊線，達(dá)到熔接目的。B、對(duì)比較大型工件，不易設(shè)計(jì)焊線的工件進(jìn)行分點(diǎn)焊

4、接，而達(dá)到焊接效果，可同時(shí)點(diǎn)焊多點(diǎn)。  一、超聲波塑料焊接的相容性和適應(yīng)性：熱塑性塑料，由于各種型號(hào)性質(zhì)不同，造成有的容易進(jìn)行超聲波焊接，有的不易焊接；下表中黑方塊的表示兩種塑料的相容性好，容易進(jìn)行超聲波焊接；圓圈表示在某些情況下相容，焊接性能尚可；空格表示兩種塑料相容性很差，不易焊接 。 熱塑性塑料超聲波焊接的相容性示例圖表ABSABS/ 聚碳 酸酯 合金 （賽 柯樂(lè)800）聚甲醛丙烯腈丙烯酸系多元共聚物丁二烯-苯乙烯纖維素(CA,CAB,CAP)氟聚合物尼龍亞苯基-氧化物為主的樹(shù)脂（諾里爾）聚酰胺-酰亞胺（托郎）聚碳酸酯熱塑性聚酯聚乙烯聚甲基戊烯聚苯硫聚丙烯聚苯乙烯聚砜

5、聚氯乙烯SAN-NAS-ASAABS               ABS/聚碳酸酯合金 （賽柯樂(lè)800）                  聚甲醛           &

6、#160;        丙烯腈              丙烯酸系多元共聚物                丁二烯-苯乙烯        

7、           纖維素(CA,CAB,CAP)                    氟聚合物                

8、;    尼龍                   亞苯基-氧化物為主的樹(shù)脂（諾里爾）                聚酰胺-酰亞胺（托郎）      

9、;              聚碳酸酯                熱塑性聚酯                  &#

10、160; 聚乙烯                   聚甲基戊烯                    聚苯硫       

11、60;            聚丙烯                    聚苯乙烯                聚砜

12、                   聚氯乙烯                   SAN-NAS-ASA         

13、60;      注意： 表中所列僅供參考,因?yàn)槭熘淖兓蓪?dǎo)致結(jié)果略有差異.材 料 塑料熔接特性ABS 丙烯晴丁二烯苯乙烯共聚物質(zhì)輕，兼具韌性，剛性與耐化學(xué)品性，用途廣泛，熱性佳，特別適合超聲波溶接， 無(wú)論近距離或遠(yuǎn)距離熔接，均可得到良好效果。Acrylics 壓克力硬度大、耐沖擊、不受酸之作用，有高度光學(xué)明晰性，著色性良好，常用于汽車(chē)尾燈、儀表板、獎(jiǎng)?wù)?、水龍頭把手等。用于超聲波熔接時(shí)，須注意衰明度問(wèn)題，就易熔接。Acetal 縮 醛抗張及耐壓強(qiáng)度高，耐磨性佳，最具強(qiáng)韌及彈性，常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等，因磨擦系數(shù)低，用超聲波熔

14、接時(shí)需高振動(dòng)幅度及較長(zhǎng)的熔接時(shí)間。Celluloeics酯酸纖維性 物 質(zhì)抗張及耐壓強(qiáng)度高，耐磨性佳，最具強(qiáng)韌及彈性，常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等，因磨擦系數(shù)低，用超聲波熔接時(shí)需高振動(dòng)幅度及較長(zhǎng)的熔接時(shí)間。Noryl 聚苯醚超聲波振動(dòng)時(shí)材質(zhì)易變化變色，接觸面不易吸收能量，熔接較困難。Nylon 尼 龍性極韌、電性佳、絕緣度高，常用為電子零件等。因熔點(diǎn)高，所需熔接時(shí)間長(zhǎng)，振幅高。難于焊接.P . C . 聚碳酸脂材質(zhì)強(qiáng)韌，耐磨損，摩擦系數(shù)極低，耐酸，常用作軸承、齒輪、管子、廚房用具、毛刷等。用超聲波熔接時(shí)，因熔點(diǎn)高，所需熔接時(shí)間長(zhǎng)，熔接前先經(jīng)烘乾會(huì)較易熔接。Higl Density

15、高密度PE 聚乙烯比重小，在低溫及室溫下富柔曲性，防水、防蝕、可制成各種顏色。價(jià)格低的產(chǎn)品，常用于皿盤(pán)、封裝薄膜、軟水管、奶瓶、軟繩等。密度越高越適合于超聲波熔接。PE 聚乙烯Low Density 低密度General purpose 一般PS 聚苯乙烯比重輕，對(duì)水及化學(xué)物之抗蝕性強(qiáng)，安定、絕緣性佳，特別適合于射出及押出成形。常用于玩具、裝飾品、孟洗設(shè)備、盤(pán)子、透鏡、浮動(dòng)輪等的制造。由于彈性系數(shù)高,無(wú)論是近距離或遠(yuǎn)距離的超聲波熔接均極適合。PS 聚苯乙烯Impact 耐沖擊20-30% glass 玻纖強(qiáng)化Filled PS 聚苯乙烯比重輕，有良好絕緣性，強(qiáng)度高，能耐熱及化學(xué)劑的侵蝕，抽絲后

16、可制繩綱等織品。制品有玩具、行李箱、音響外殼、電氣絕緣物、食品包裝等。本材質(zhì)因彈性系數(shù)低,易衰減聲波振動(dòng)，幫遠(yuǎn)距離熔接需注意其效果,較難于焊接。Unmodified 聚 丙 烯PPPVC 聚氯乙烯電性佳，耐弱化學(xué)品，低溫性佳，具難燃性，常用于各種合成皮軟管、膠膜等，材質(zhì)柔軟，易衰減音波振動(dòng)，熔接面易劣化。Polyster 聚酸脂熔接能量大Polysulfone 聚砜質(zhì)硬、強(qiáng)度大、具韌性、長(zhǎng)期受熱不影響其電性能，常用為電視機(jī)零件護(hù)蓋、馬達(dá)零件等。因熔接點(diǎn)高，需較高之能量熔接。Polypheny lene 聚氧化Qxide(ppo) 二 甲 苯耐熱與耐濕性，耐化學(xué)品，不性蒸汽，常用作端子、轉(zhuǎn)子、外

17、殼、葉輪和管件等，熔點(diǎn)高，需較高之能量熔接。Phenoxy 苯 氧 樹(shù) 脂性韌、富延展性、熱安定性，熔點(diǎn)高，需較高之能量熔接。SAN 苯 乙 烯 丙 烯 晴拉伸強(qiáng)度及壓縮強(qiáng)度高，常用為盤(pán)管薄壁零件、打字機(jī)帶卷軸，超聲波熔接效果好。材質(zhì)參考表 List of Naterials 不同塑料之熔接狀況 welding condition of different plasticeUltrasonic 超聲波焊接Hot-plate熱板Vibration 震動(dòng)Spin 旋轉(zhuǎn)Radio Freq 高頻Near field welding 近距離Far fielde welding 遠(yuǎn)距離Inse

18、rting 塑膠Staking 鉚接Spot welding 點(diǎn)焊on contact 接觸 low temp 低溫On Contact high temp 高溫Non-contacd 不接觸Acrylic/Styrenne/Acrylonitrle(ASA)丙烯酸/苯乙烯/丙烯晴2-322222-333224Acrylonitrle/Butadiene/Styrenne(ABS)丙烯硝/丁二烯/苯乙烯（超不碎膠）111-2111-22221-24Cellulose acervate(CA)醋酸纖維素/纖維素乙酸脂22-322-323-43-43-4223-4Methacrylate(Acry

19、lic)(PMMA)甲基丙烯酸脂（亞加力）1-21-21-222212-32-323-4PA-Blends尼龍混合物3*3-43-43-43-423-4322-34PC-ABS-BlendsPC/ABS混合物2-333-432-3233224PC-PBT-BlendsPC/PBT混合物2-33-43-43-42-3233224Polyaceta(POM)聚甲醛22&2-32-32-31-222224Polyamide(Nylon6)尼龍62-32-3&2-32-32-33-43-42-31-21-23-4Polyamide(Nylon6/6)尼龍6/62-32-3&2-

20、3332-322-31-223-4Polyamide-copolymer(Nylon6-3-T)尼龍6-3-T222222-333223-4Polybutylane terephthalate(PBT)聚丁稀酸脂3injectionparts注塑件2-3&232-33-4332241Foils加薄膠膜Polycarbonate(PC)聚碳酸脂（防彈膠）222222-32-3221-24Polyethylene(PE)聚乙烯（軟膠）34332123324Polyethylene terephthalate(PET)聚乙烯酸脂(寶特膠)3injectionparts2-3&2-32

21、-333-43322-341Foils加薄膠膜Polyphenylene oxide(PPO)聚氧化亞苯222-32-32-3223224Polyphenylene sulfide(PPS)聚硫苯22&222233224Polypropylene(PP)聚丙烯（百折膠）34332123224Polystyrene(PS)聚苯乙烯（硬膠）1111112321-24Polysukfone resin(PSO)聚砜樹(shù)脂22&22-322-32-33224Polyvinyl chloride(PVC)聚氯乙烯2-3with Foils加薄膠膜32-32-32-31-23#3-42-321PP-EPDM-BlendsPP-EPDMh-混合物33-43-42-3222-32-3224PPO-Blends聚氧化亞苯混合物3