超声波焊接的原理及应用

超声波焊接原理：

超声波焊接是熔接热塑性塑料制品的高科技技术，各种热塑性胶件均可使用超声波熔接处理，而不需加溶剂，粘接剂或其它辅助品。

其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量及安全生产 。

超声波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHz(或15KHz)的高压、高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工件表面及在分子间的磨擦而使传递到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工件接口迅速熔化，继而填充于接口间的空隙，当震动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完美的焊接。

新型的15KHz超声波塑胶焊接机，对焊接较软的PE、PP材料，以及直径超大，长度超长塑胶焊件，具有独特的效果，能满足各种产品的需要，能为用户生产效率以及产品档次贡献。

超声波焊接工艺：

一、超声波焊接：

以超声波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的结合面产生磨擦热而瞬间熔融接合，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品带来的不便，实现高效清洁的焊接焊接强度可与本体媲美。

二、铆焊法：

将超声波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉形状，使不同材质的材料机械铆合在一起。

三、埋植：

借着焊头之传导及适当压力，瞬间将金属零件(如螺母、螺杆等)挤入预留的塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。

一、超声波塑料焊接的相容性和适应性：

热塑性塑料，由于各种型号性质不同，造成有的容易进行超声波焊接，有的不易焊接；下表中黑方块的表示两种塑料的相容性好，容易进行超声波焊接；圆圈表示在某些情况下相容，焊接性能尚可；空格表示两种塑料相容性很差，不易焊接 。

热塑性塑料

超声波焊接的

相容性示例图表 A

B

S ABS/

超聲波焊接原理

超聲波焊接是熔接熱塑性塑料技制品的高科技技術，各種熱塑性膠件均可使用超聲波焊接處理，而不需加溶劑，粘接劑或其他輔助品，其優點是增加多倍生產率，降低成本，提高產品質量。

超聲波塑膠焊接原理:由發生器產生20KHZ，（或15KHZ）的高壓，高頻信號，通過換能系統，把信號轉換為高頻機械振動，加于塑料制品工件上，通過工作表面及內在分子間的磨擦而使傳導到接口的溫度升高，當溫度達到此工件本身的熔點時，使工件焊接口迅速溶化，繼而填充于接口間的空隙，當振動停止，工件同時在一定的壓力下冷卻定型，便達成完美的焊接。

超聲波技術原理

超聲波塑料焊機技術先進前景廣闊

當代社會，塑料的各種制品，已滲透到人們日常生活的各個領域，同時也被廣泛應用到航空、船舶、汽車、電器、包裝、玩具、電子、紡織等行業。然而，由于注塑工藝等因素的限制，在相當一部分形狀復雜的塑料制品不能一次注塑成型，這就需要粘接，而沿用多年的塑料粘接和熱合工藝又相當落后，不僅效率低，且粘接劑還有一定的毒性，引起環境污染和勞動保護等問題。傳統的這種工藝已不能適用現代塑料工業的發展需要，于是一種新穎的塑料加工技術——超聲波塑料焊接以其高效、優質、美觀、節能等優越性脫穎而出。

超聲波塑料焊接機在焊接塑料制品時，即不要填加任何粘接劑、填料或溶劑，也不消耗大量熱源，具有操作簡便、焊接速度快、焊接強度高、生產效率高等優點。因此，超聲波焊接技術越來越廣泛地獲得應用。

一、 超聲波塑料焊接機的工作原理。

當超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會產生每秒幾萬次的高頻振動，這種達到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由于焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。又由于塑料導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當超聲波停止作用后，讓壓力持續幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料強度。超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調節的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個量相互用有個適宜值，能量超過適宜值時，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能達大。這個最佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積。

新疆大学课程大作业

题 目： 超声波的原理与应用

姓 名： xx xx

学 院： 电气工程学院

专 业： 电气工程及其自动化

班 级： 电气xx-x班

完成日期： 2012年11月27日 超声波的原理与应用

概述：

超声波是一种机械波。声的发生是由于发声体的机械振动，引起周围弹性介质中质点的振动由近及远的传播，这就是声波。人耳所能听闻的声波其频率在20～20000Hz之间，频率在20～20000Hz以外的声波不能引起声音的感觉。频率超过20000Hz的叫做超声波，频率低于20Hz的叫做次声波。超声波的频率可以高达911Hz，而次声波的频率可以低达9-8Hz。

早在1830年，F·Savart曾用齿轮，第一次产生24000HZ的超声，1876年F·Galton用气哨产生30000Hz 的超声。1912年4月10日，泰坦尼克号触冰山沉没，引起科学界注意，希望可以探测到水下的冰山。直到第一次世界大战中，德国大量使用潜艇，击沉了协约国大量舰船，探测潜艇的任务又提到科学家的面前[1]。当时的科学家郎之万和他的朋友利用当时已出现的功率很大的放大器和石英压电晶体结合起来，能向水下发射几十千赫兹的超声波，成功的将超声波应用到实际中。

现在，超声波测试把超声波作为一种信息载体，它已在海洋探测与开发、无损检测、医学诊断等领域发挥着不可取代的独特作用。例如：在海洋应用中，超声波可以用来探测鱼群和冰山，可以用于潜艇导航或传送信息、地形地貌测绘和地质勘探等。在检测中，利用超声波检测固体材料内部缺陷、材料尺寸测量、物理参数侧量等。在医学中，可以利用超声波进行人体内部器官的组织结构扫描和血流速度的测量等。

超声波工作原理

这次做机器人用到了超声波，才开始看它的工作原理，感觉还很简单，但是调试到最后，发现了很多问题，该碰到的都碰到了。赶紧写出来分享给大家。

先把超声波的工作原理贴出来：

超声波焊接原理

超声波熔接是一种高科技，一切热溶性塑料制品皆可应用。而不需加溶剂，粘接剂或其它辅助品。其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量及安全生产。

超声波塑胶焊接原理是由发生器产生的高压、高频信号、通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工件表面及内在分子间的摩擦而使传送到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工件接口迅速熔化，继而填充于接口间的空隙，当振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完美的焊接效果。

超声波焊接与塑料特性

材 料 塑料熔接特性 材 料 塑料熔接特性

ABC

丙烯晴丁二烯

苯艺烯共聚物 质轻，兼具轫性，刚性与耐化学品性，用途广泛，此材质导热性佳，特别适合超声波溶接。 General purposeps

一般聚苯乙烯

比重轻，对水及化学物之抗蚀性强，安定、绝缘性佳，特别适合于射出及押出成形，常用于玩具

、装饰品、盂洗设备、磐

子、透镜、浮动轮等的制

造。由于弹强性系数高，

适合超声波熔接。 Acrylics压克力 硬度大、耐重击、不受酸之作用

，有高度光学明晰性，著色性良好，

常用于汽车尾灯、义表板、奖章、水

龙头把手等。用于超声波溶接时，须

注意衰明度问题。 Impact ps

耐重击聚苯乙烯

Acetal 缩 醛 抗张及耐压强度高，耐磨性佳，

最具强轫及强性，常用作接练、螺丝

、轴承、滚筒、厨房用具等，因磨系

数低，用超声波熔接时需高振动幅度

及较长的熔接时间。 20-30% glass

Filled PS

玻织强化聚苯乙烯

Celluloeics

酯酸织维性物质 超声波振动时材质易变化变色，

接触面不易吸收能量，熔接较困难。 Unmodified PP

聚丙烯 比重轻，有良好绝缘

性，强度高，能耐热及化

学剂的侵蚀，抽丝后可制

成绳纲等织品。制品有玩

具、行李箱、音乐外壳、