Question

超声波的焊接原理

Answer 1

超声焊接是利用超声波的机械振动在焊件粘合面产生高频振动摩擦，进而产生热能，从而使焊接表面温度迅速升高，焊接粘合面物质被高温熔化形成液体，从而流入被焊接面间的缝隙。超声波振动作用停止后，焊接系统继续施加特定强度和时间的压力，焊接面利用原子键的链接达到焊接定形。超声焊接过程相比普通焊接方式时间大大缩短，焊接的牢固程度要大大高于普通焊接。超声焊接可以作用于金属之间、也可以作用于塑料之间，实现快速高质量焊接。

图3 超声波焊接原理图

超声焊接较其他焊接方式具有很多优点，首先它无污染，不需要添加有毒的粘结剂；其次是超声焊接速度非常快，相比普通焊接生产效率获得很大提升，并且超声焊接的质量非常好，不会产生变形，表面不会遗留焊接痕迹；此外超声焊接还有操作简便，维护量少，系统规模小，适用于自动控制等优点。

Answer 2

在口罩的生产过程中，我们了解的全塑鼻梁条焊接、来折边后焊接、呼吸阀焊接、多层滚焊、耳带焊接，这些其实都是通过超声焊接工艺来完成的。

超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会自产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交百界面处声阻大，因此会产生局部高温。

又由于塑料导热性差，一时度还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。

当超声波停止作用后，让压力持问续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊答接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。

Answer 3

超声波焊接原理是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。
超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40KHz电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将塑料熔化。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜。
一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器，换能器/变幅杆/焊头三联组，模具和机架。