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，通過換能系統(tǒng)，把信號轉(zhuǎn)換為高頻機械振動，加于塑料制品工件上，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)到此工件本身的熔點時，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)成完美的焊接。新型的15KHZ超聲波塑膠焊接機，對焊接較軟的PE、PP材料，以及直徑超大，長度超長

2、塑膠焊件，具有獨特的效果，能滿足各種產(chǎn)品的需要，能為用戶生產(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，可達(dá)到水密及氣密，并免除采用輔助品帶來的不便，實現(xiàn)高效清潔的焊接焊接強度可與本體媲美。二、鉚焊法：將超聲波超高頻率振動的焊頭，壓著塑膠品突岀的梢頭，使其瞬間發(fā)熱融成為鉚釘形狀，使不同材質(zhì)的材料機械鉚合在一起。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，完成后無論拉力、扭力均可媲美傳統(tǒng)模具內(nèi)成型之強度，可免除

3、射岀模受損及射岀緩慢之缺點。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ABS/丙烯丁A聚碳聚丙酸系二二B酸酯甲希多元烯S合金醛睛共聚-（賽物苯纖維素(CA,CAB,CAP)亞苯基-氧化物為主的樹脂（諾里爾）聚酰胺熱 聚塑 碳胺（托酸聚郎） 酯酯基苯戊硫烯SAN-NAS-AS柯樂800)乙烯ABSOnOOABS/聚碳酸酯合金（賽柯樂800）O聚甲醛丙烯

4、腈OOOOO丙烯酸系多元共聚物OOOO丁二烯-苯乙烯O纖維素(CA,CAB,CAP)氟聚合物尼龍亞苯基-氧化物為主的樹脂（諾里爾）OOO聚酰胺-酰亞胺（托郎）聚碳酸酯OOO熱塑性聚酯聚乙烯聚甲基戊烯聚苯硫聚丙烯聚苯乙烯OOO聚砜O聚氯乙烯OSAN-NAS-ASAOOOOO注意：表中所列僅供參考，因為熟知的變化可導(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，常用于汽車尾燈、儀表板、獎

5、 章、水龍頭把手等。用于超聲波熔接時，須注意衰明度問題，就易熔接。Acetal縮醛抗張及耐壓強度高，耐磨性佳，最具強韌及彈性，常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等， 因磨擦系數(shù)低，用超聲波熔接時需高振動幅度及較長的熔接時間。Celluloeics 酯酸纖維性物質(zhì)抗張及耐壓強度高，耐磨性佳，最具強韌及彈性，常用作拉練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等， 因磨擦系數(shù)低，用超聲波熔接時需高振動幅度及較長的熔接時間。Noryl聚苯醚超聲波振動時材質(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。因熔點高，所需熔接時間長，振幅高。難于焊接P . C.

6、聚碳酸脂材質(zhì)強韌，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，因熔點高，所需熔接時間長，熔接前先經(jīng)烘乾會較易熔接。Higl Density 高密度PE聚乙烯PE聚乙烯Low Density 低密度比重小，在低溫及室溫下富柔曲性，防水、防蝕、可制成各種顏色。價格低的產(chǎn)品，常用于皿盤、 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。General purpose 一般PS聚苯乙烯PS聚苯乙烯mpact耐沖擊20-30% glass玻纖強化比重輕，對水及化學(xué)物之抗蝕性強，安定、絕緣性佳，特別適合于射岀及押岀成形。常用于玩具、 裝飾品、孟洗設(shè)備

7、、盤子、透鏡、浮動輪等的制造。由于彈性系數(shù)高，無論是近距離或遠(yuǎn)距離的超聲波熔接均極適合。Filled PS聚苯乙烯Unmodified聚丙烯PP比重輕，有良好絕緣性，強度高，能耐熱及化學(xué)劑的侵蝕，抽絲后可制繩綱等織品。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，幫遠(yuǎn)距離熔接需注意其效果，較難于焊接。PVC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，熔接面易劣化。Polyster聚酸脂熔接能量大Polysulfone 聚砜質(zhì)硬、強度大、具韌性、長期受熱不影響其電性能，常用為電視機零件護(hù)蓋、

8、馬達(dá)零件等。因熔接 點高，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、外殼、葉輪和管件等，熔點高，需較高 之能量熔接。Phenoxy苯氧樹脂性韌、富延展性、熱安定性，熔點高，需較高之能量熔接。SAN苯乙烯丙烯晴拉伸強度及壓縮強度高，常用為盤管薄壁零件、打字機帶卷軸，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VibratiSpin |(R

9、adio |Near field welding近距離Far fielde weldin g遠(yuǎn) 距離Inse rting塑 膠Stakin g鉚接Spot weldin g點 焊on contact接觸low temp低溫On Contact high temp 高溫Non-co ntacd 不接觸on震動旋轉(zhuǎn)Freq 高頻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）1仏1-2111-22221-24Cellulo

10、se acervate(CA)醋酸纖維素/纖維素乙酸脂22-3A22-323-43-43-4223-4Methacrylate(Acrylic)(PMMA)甲基丙烯酸脂（亞加力）1-21-21-222212-32-323-4PA-Blends尼龍混合物*33-4A3-43-43-423-4322-34PC-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

11、 &2-32-32-33-43-42-31-21-23-4Polyamide(Nylon6/6)尼龍6/62-32-3 &2-3332-322-31-223-4Polyamide-copolymer(Nylon6-3-T)尼龍6-3-T222222-333223-4Polybutylaneterephthalate(PBT)聚丁稀酸脂3injection parts 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）34332

12、123324Polyethyleneterephthalate(PET)聚乙烯酸脂（寶特膠）3injectionparts2-3 &2-32-333-43322-341Foils 加薄膠膜Polyphenyleneoxide(PPO)聚氧化亞苯222-32-32-3223224Polyphenylenesulfide(PPS)聚硫苯22&222233224Polypropylene(PP)聚丙烯（百折膠）34332123224Polystyrene(PS)聚苯乙烯（硬膠）1仏11112321-24Polysukfone resin(PSO)聚砜樹脂22&22-322-3

13、2-332242-3withPolyvinyl chloride(PVC)聚氯乙烯Foils32-32-32-31-23#3-42-321加薄膠膜PP-EPDM-BlendsPP-EPDMh-混合物33"3-42-3222-32-32243withPPO-Blends聚氧化亞苯混合物Foils加薄3"3-43-4322-32-3224膠膜Styrene/Butadiene(SB)苯乙烯/ 丁二烯1仏22133321-24List of Symbols 字符代表仁Very good 非常好2=Good 良好3=limited 尚可4=Not possible 不可能#=Exh

14、oust fan recommended建議加排氧扇 =Energy director recommended 建議焊接面加焊線*=Knurl Euced horn recommended 建議焊頭表面刻浪花紋&=Shear joint recommended建議焊接面造剪切面 Hot plate temperature up to 290 攝氏度，heat platens in contact with parts to be weldec熱板溫度達(dá)到 290攝氏度，熱板要與工作接觸。 Hot plate temperature above to 290攝氏度,many applications with temperature rang above