超声波焊接件的工艺设计
超声波焊接工艺参数的设定
超声波焊接工艺参数的设定Hessen was revised in January 2021超声波焊接工艺参数的设定超声波焊接的工艺参数设定包括超声波焊接功率、超声波频率、超声波振幅、超声波焊接压力、超声波焊接时间等。
l. 超声波的频率超声波焊接的工作频率通常在15-40kHz,对低频反应较差的材料,如PvC、PE等可以使用高频进行焊接,这可以减少对材料的损坏。
高频的超声波能量传递集中,对于一些精细的零部件可以使用高频的超声波进行焊接。
超声波焊接时,由于负载的变化会造成超声波设备的失谐现象,使焊接强度下强。
一般情况下,焊接机的工作频率确定后,需要保持声学系保持谐振。
下面的方程可以描述超声波的功率:P=μSnv=-2Aω/π=4usaf式中P超声功率;F静压力;S焊点面积;v相对速度;A振幅;μ一摩擦因数;w为角频率;f为振动频率。
2.超声波振幅在较大的工作频率和振幅下进行焊接,可以减少焊接时问,提高工作效率。
对于不同的材料都存在一个最佳的焊接振幅如表l所示。
超声波焊接20μm的振幅较小,通常建议使用40μm的振幅,因为过大的振幅常会使超声波电源疲劳损坏,所以超声波的振幅要求与超声波电源匹配一致。
3. 超声波焊接时间焊接时间指焊接过程中发出超声波能量的时间。
焊接时间过短,能量不够,并不能造成可靠的焊接结。
随着焊接时间的增加,能使焊件吸收更多的能量,焊接面的温度会提高,焊合面积也会增大,焊接熔深增加,这样焊接强度也会增加[22-24]。
然而,过长的焊接时间,会导致焊接位置材料熔化过多并造成较多的溢料。
这些熔料在焊合区域流动是有方向性的,所以过多的熔料流动会造成强度的下降。
另外,过长的焊接时间会造成焊件温度过高,造成焊件烧化和降解,使焊件表面造成焊痕,造成过焊,使强度下降。
焊接时间过长,能量过多会造成熔化层温度过高,被焊塑料变色、分解、脆化;而且焊接边缘应力集中,焊接表面出现压痕。
所以为了得到较高的焊接强度,必须要选择合适的超声波焊接时间,过短和过长都会造成焊接强度的下降。
ptfe超声波焊接工艺
ptfe超声波焊接工艺
PTFE（聚四氟乙烯）超声波焊接工艺要点：
①工件准备：清洁待焊PTFE部件表面，确保无油脂、灰尘等污染物；
②夹具设计：定制专用焊接夹具，保证焊缝对正及稳定受压；
③参数设定：根据PTFE厚度、硬度选择适宜的超声波频率（通常15-70kHz）、振幅、焊接时间和压力；
④预热处理：对PTFE进行局部或整体预热，提高材料塑性，降低焊接难度；
⑤焊接实施：将工件置于夹具中，超声波焊头施加恒定压力并产生高频振动，接触面摩擦生热熔融，形成分子间结合；
⑥冷却固化：焊接后保持压力，自然冷却或辅助风冷，使焊缝充分固化；
⑦质量检验：检查焊缝外观、强度、密封性等，确保符合产品要求。
超声波焊接头设计方法
超声波焊接头设计方法超声波焊接头的设计需要遵循一些关键原则和步骤，以确保其能有效地将超声波能量传递到待焊接的材料上，同时避免对材料造成损伤。
以下是一些设计超声波焊接头的基本步骤和注意事项：1. 确定应用需求：首先，需要明确焊接头的应用需求，例如焊接的材料类型、焊接的厚度、焊接的速度等。
这些参数将直接影响焊接头的设计。
2. 选择合适的材料：根据应用需求，选择能够承受超声波振动和高温的合适材料，同时确保材料具有良好的声学特性和耐腐蚀性。
3. 设计合适的结构：焊接头的结构应该能够有效地将超声波能量传递到待焊接的材料上，同时避免过度加热或损伤材料。
可以考虑使用不同的振动模式、振幅和频率来优化焊接头的结构。
4. 确定合适的尺寸：根据应用需求和材料特性，确定焊接头的直径、长度和振幅等参数。
这些参数将直接影响焊接头的效率和效果。
5. 优化设计：通过实验和仿真，对焊接头的设计进行优化，以提高其效率和可靠性。
可以尝试不同的材料、结构和参数组合，以找到最佳的设计方案。
6. 测试和验证：在生产之前，对焊接头进行测试和验证，以确保其性能符合要求。
测试可以包括焊接效果、效率、寿命等方面的评估。
7. 考虑安全性：在设计和测试过程中，应始终考虑安全性。
确保焊接头不会对操作员或材料造成伤害，同时遵循相关的安全标准和规范。
8. 优化生产工艺：在生产过程中，应考虑焊接头的可制造性和成本。
选择合适的制造工艺和材料，以确保焊接头的质量和效率，同时控制生产成本。
总之，超声波焊接头的设计需要综合考虑应用需求、材料特性、结构、尺寸、优化设计、测试和验证、安全性以及生产工艺等多个方面。
通过不断尝试和改进，可以找到最佳的设计方案，提高焊接的效率和可靠性。
超声波焊接线设计标准
超声波焊接线设计标准一、概述超声波焊接是一种高效、环保的连接工艺，广泛应用于塑料、金属、陶瓷等材料的连接。
本文旨在提供超声波焊接线设计的基本标准，帮助工程师和设计师在产品开发中更好地应用超声波焊接技术。
二、设计标准1. 材料选择：选择适合超声波焊接的材料是关键。
一般来说，高分子材料如塑料、橡胶等较易焊接，而金属、陶瓷等硬质材料则较难焊接。
2. 结构设计：超声波焊接线的结构设计应遵循简单、稳定的原则。
避免有过多的转折、弯曲等复杂结构，以减少能量的损失和焊接不良的风险。
3. 声学匹配：在超声波焊接过程中，声学匹配是影响焊接效果的重要因素。
声学匹配包括声阻抗、声速等参数的匹配，确保超声波在焊接线中传播时能量损失最小。
4. 焊接参数设置：正确设置焊接参数是保证焊接质量的关键。
包括超声波频率、振幅、功率、焊接时间等参数，应根据材料类型和厚度等因素进行合理设置。
5. 焊接质量检测：为确保焊接质量，应在生产过程中定期对焊接线进行检查和测试。
可以采用目视检查、破坏性试验等方法，以确保产品的可靠性。
6. 安全性考虑：超声波焊接过程中会产生高频振动和高温，因此设计时应考虑安全性，包括设备固定、防护措施等。
7. 生产效率：设计超声波焊接线时，应考虑生产效率。
选择合适的设备型号和配置，以提高生产效率。
8. 维护与保养：为确保超声波焊接线的长期稳定运行，应定期对设备进行维护和保养。
包括检查紧固件、更换易损件、清洁设备等。
9. 环境适应性：考虑到生产环境可能存在的温差、湿度等因素，设计时应选择适应性强、耐用的设备及部件。
10. 经济性：在满足生产需求的前提下，应考虑设备的经济性。
选择性价比高的设备型号和配置，以降低生产成本。
三、总结超声波焊接线的设计标准是确保焊接质量和生产效率的关键因素。
在设计过程中，应充分考虑材料选择、结构设计、声学匹配、焊接参数设置、质量检测、安全性、生产效率、维护保养、环境适应性和经济性等方面的要求，以确保设计的有效性。
汽车线束之超声波焊接工艺
汽车线束之超声波焊接⼯艺线束⾏业中常⽤的焊接⼯艺有：扩散焊接（成本太⾼）、⾼频焊接（焊接温度⾼）、冷压焊接（需要压⼒⼤）和超声波焊接，但是由于前3中焊接⽅式有其⾃⾝的局限性，未能⼤规模的使⽤，只有超声波焊接以其特有的简单，经济成为线束⾏业中的主流焊接⽅式。
超声波焊接是利⽤⾼频振动波传递到两个需焊接的线束⼯件表⾯，在加压的情况下，使两个线束⼯件表⾯相互摩擦⽽形成分⼦层之间的熔合。
其优点在于快速、节能、熔合强度⾼、导电性好、⽆⽕花、接近冷态加⼯；缺点是所焊接⾦属件不能太厚（⼀般⼩于或等于5mm）、焊点位不能太⼤、需要加压。
如下是超声波焊接的两种形态，双边焊接和单边焊接。
双边焊接单边焊接超声波焊接在线束⾏业中根据超声波所在的位置，分为以下3种焊接⼯艺，预装焊接，线边焊接，在线焊接；接下来我们分别介绍这三种焊接⼯艺的优缺点：第⼀种，预装焊接，顾名思义，它是在预装区域焊接导线的⼀种⼯艺，它的特点是原线开线后直接送到预装区域超声波压接，优点是原线运输距离近，同时，由于处于预装区域，它对应总装区域的所有项⽬，因此可以实现集中式⽣产，⼤批量⽣产；在物料充⾜，库存允许的情况下，不间断⽣产可以⼤⼤提⾼了设备的利⽤率；但是也有很⼤的缺点，缺点是由于在预装区域，对于总装的需求信息严重滞后，导致必须要以计划主导的⽣产⽅式，这样就会存在⼤量的WIP物料放在物料暂存区，⼀旦出现订单的波动或者⼯艺参数错误，就会造成⼤量的压接看板报废。
第⼆种、线边压接，意思是在总装线线边压接，他与预装压接的区别在于将压接设备从预装区域搬到总装区域，从预装到总装区域的移动，⽣产⽅式也随之转变，从计划⽣产⽅式（推动式）改为拉动式⽣产⽅式，⽣产⽅式的转变导致⼯位之间的WIP⼤量减少，但由于WIP看板减少，则必须在设计⽣产线时，给超声波⼯位预留⼀定的提前期⽤来备料，否则会存在物料供应不及时呆滞停线的风险。
⽣产流程：总装⽣产线上根据⽣产订单⽣产，在⽣产的过程中，流⽔线上产⽣压接看板需求，此时将拉动看板传递到sonic⽣产区域，⽣产⼈员根据拉动看板信息，给出导线拉动看版需求，从导线暂存区拿取单线看板，然后将单线看板送到总装超声波压接区域，单线通过超声波压接后变成压接看板，压接好的看板然后送⾄总装流⽔线上需求位置。
超声波焊接设计要求
超声波焊接设计要求导言：超声波焊接是一种常用的金属焊接方法，它利用超声波振动来产生热量，从而实现材料的焊接。
在超声波焊接的设计过程中，需要考虑一系列的要求和指导原则，以确保焊接质量和工艺稳定性。
本文将就超声波焊接设计的要求进行详细阐述。
一、焊接部件的设计要求1. 材料选择：焊接部件的材料选择应根据焊接的要求来确定。
常见的焊接材料包括金属、塑料、陶瓷等。
在选择材料时，应考虑其导热性、熔点、熔化温度范围等因素。
2. 接头设计：焊接接头的设计应符合力学原理，确保焊接强度和密封性。
接头的形状和尺寸应适当选择，以确保焊接过程中的振动传递和能量转化。
3. 表面处理：焊接部件的表面处理对焊接质量有重要影响。
在进行超声波焊接前，应确保焊接部件的表面清洁、平整，以避免焊接时出现气泡、脱离等问题。
二、焊接设备的设计要求1. 超声波振动系统：焊接设备中的超声波振动系统是实现焊接的核心部分。
其设计应考虑频率、功率、振幅等参数的选择，以及振动传递的稳定性和可靠性。
2. 压力系统：焊接设备中的压力系统用于施加焊接压力。
压力的大小应根据焊接材料和接头的要求来确定，并确保其稳定、均匀施加在焊接部件上。
3. 控制系统：焊接设备的控制系统用于控制焊接过程中的参数，如振动频率、压力大小、焊接时间等。
控制系统的设计应可靠、灵活，以满足不同焊接要求。
三、焊接过程的设计要求1. 焊接参数的选择：焊接过程中的参数选择对焊接质量和工艺稳定性至关重要。
应根据焊接材料、接头形状和尺寸等因素，合理选择振动频率、压力大小、焊接时间等参数。
2. 焊接速度的控制：焊接速度的控制直接影响焊接质量。
过快的焊接速度容易导致焊接不充分，而过慢的焊接速度则容易造成热损伤。
应根据焊接部件的要求，控制焊接速度在适当范围内。
3. 焊接过程的监测：焊接过程中的监测对于及时发现焊接缺陷和调整焊接参数至关重要。
可以利用传感器监测焊接过程中的温度、压力等参数，并通过控制系统进行实时监测和调整。
超声波焊接塑料件的设计
超声波焊接塑料件的设计超声波焊接是一种常见的塑料焊接方法，它利用高频率的声波振动将塑料件的表面加热并压合，从而达到焊接的效果。
相比于传统的热熔焊接方法，超声波焊接具有快速、高效、环保、经济等优点，因此得到了广泛的应用。
在超声波焊接塑料件时，为了保证焊接效果，需要对塑料件的设计进行一定的考虑。
下面将探讨超声波焊接塑料件设计的一些要素。
1、材料选择超声波焊接适用于大部分塑料材料，例如ABS、PP、PE、PC等。
在选择材料时需要考虑到材料熔点、熔体流动性、工艺操作温度等因素。
同时也需要考虑到塑料件的用途和环境因素等。
不同的材料可能会呈现不同的熔化状态，选择合适的材料有助于提高焊接效果。
2、结构设计超声波焊接的结构设计需要考虑到焊接面积、夹紧方式、固定件的形态等因素。
同时还需要考虑到焊接面的平整度，避免因平整度不良导致焊接质量下降。
以及线缆的合理布局等因素。
3、设计焊接区域超声波焊接时需要将塑料件的焊接区域考虑在内，这通常要求在设计时将两个零件上的边缘设计成接触面。
在设计过程时也要注意一些特殊的形状，例如圆形、锥形、椭圆形等比较特殊的零件设计。
4、加强件的设计在一些合并的塑料件上设计加强件，能够帮助增强焊点的强度，提升焊接的质量。
例如在汽车零部件、家电等领域，经常使用加强件来增强焊点的结构强度。
5、生产工艺考虑在设计时还需要考虑到生产工艺方面，例如机器设备的限制、操作人员工艺水平等因素。
这需要对焊接过程进行一定的分析，为生产提供方便实用的方案。
总之，超声波焊接塑料件设计需要综合考虑塑料材料、加强件、结构、焊接区域等方面。
设计优秀的塑料件有助于提高超声波焊接的质量和效率。
超声波焊接工艺标准
超声波焊接工艺标准超声波焊接是一种高效、环保的连接工艺，被广泛应用于各种材料和制品的焊接。
本文将介绍超声波焊接工艺标准，包括焊接设备、材料要求、焊接过程、质量检测等方面的内容。
一、超声波焊接设备超声波焊接设备应符合相关标准和规格，具备稳定的性能和良好的精度。
设备应包括超声波发生器、换能器、焊头、电源等组成部分，同时应具有相应的控制和调节系统，以确保焊接过程的稳定性和可控性。
二、材料要求超声波焊接适用于各种材料，如金属、塑料、陶瓷等。
材料应具有较好的超声波传播特性，同时应满足相应的物理、化学和机械性能要求。
对于金属材料，应具有良好的导电性和导热性，并且表面应光滑、清洁、无氧化膜等杂质。
对于非金属材料，应具有较好的界面粘结性能和耐热性能。
三、焊接过程1.准备工作：将被焊接材料放置在焊接工装夹具上，调整好位置和角度。
检查设备是否正常运转，确认无误后开始焊接。
2.焊接参数设置：根据材料类型、厚度、焊接方式等因素，设置合适的焊接参数，如超声波频率、振幅、焊接时间、压力等。
3.焊接操作：将焊头放置在待焊接材料上方，启动超声波发生器，调整焊头位置和压力，使焊头与材料表面紧密接触。
观察焊接过程，确保材料熔合良好，无飞溅、烧伤等现象。
4.焊接后处理：完成焊接后，将工件从工装夹具上取下，进行清理和修整。
对于有特殊要求的工件，可以进行相应的检验和测试。
四、质量检测1.外观检测：观察焊接接头的表面质量，应光滑、平整、无气孔、裂纹等缺陷。
检查接头的几何尺寸，确保符合设计要求。
2.拉伸强度测试：采用拉伸试验机对焊接接头进行拉伸强度测试，比较接头的强度与母材的强度是否一致。
一般要求接头的拉伸强度不低于母材的80%。
3.气密性检测：对于有密封性能要求的接头，可以采用气密性检测设备进行检测，确保接头的密封性能符合要求。
4.X射线探伤：对于一些高精度、高要求的焊接接头，可以采用X射线探伤方法对接头内部进行检测，以确定是否存在气孔、裂纹等缺陷。
塑料制品超声波焊接工艺流程
塑料制品超声波焊接工艺流程塑料制品超声波焊接工艺流程超声波焊接是一种利用声音振动产生的热能将塑料制品焊接在一起的工艺方法。
它具有焊接速度快、焊接牢固、焊接质量好等优点，在塑料制品加工行业得到广泛应用。
下面将介绍塑料制品超声波焊接的工艺流程。
首先，选择合适的超声波焊接设备。
超声波焊接设备一般包括超声波发生器、振动系统、焊头和传动系统等部件。
根据焊接的要求，选择合适的设备规格和能量大小。
其次，准备待焊接的塑料制品。
将需要焊接的塑料制品清洗干净，确保没有杂质和污垢。
根据焊接的要求，选择合适的塑料材料，确保焊接的质量和强度。
然后，设置焊接参数。
根据待焊接的塑料材料和焊接的要求，设置超声波焊接设备的频率、能量和时间等参数。
这些参数的设置直接影响到焊接的质量和效果。
接下来，安装焊头和定位夹具。
将焊头安装在超声波焊接设备上，并将待焊接的塑料制品放置在定位夹具上。
定位夹具的作用是确保塑料制品在焊接过程中的位置和角度是准确的。
然后，调试焊接设备。
将超声波焊接设备调至适当的工作状态，使其达到稳定工作的状态。
对焊接设备进行检查和调整，确保焊接设备能够正常工作。
接着，进行焊接工艺验证。
进行焊接试样的制备和测试，通过测试比较焊接前后的焊接强度和性能，以验证焊接工艺的可行性和合理性。
最后，进行生产焊接。
根据焊接工艺的要求和生产计划，进行批量生产焊接。
保持焊接设备的工作稳定，定期进行设备的维护和保养，确保焊接效果的稳定和一致。
在整个焊接过程中，需要注意安全操作规范，确保人员和设备的安全。
同时，对焊接设备进行定期维护，保持设备的良好状态，以提高焊接效果和工艺稳定性。
总结起来，塑料制品超声波焊接工艺流程包括选择设备、准备材料、设置参数、安装焊头、调试设备、验证工艺和进行生产。
通过严格按照工艺流程进行焊接操作，可以得到良好的焊接质量和效果，提高塑料制品的生产效率和品质水平。
塑料制品超声波焊接工艺流程的相关内容：除了基本的工艺流程外，还有一些相关的注意事项和优化方法可以帮助提高超声波焊接的效果和质量。
基于超声波焊接的IGBT_功率模块PIN_针焊接工艺研究
692023年10月上 第19期 总第415期工艺设计改造及检测检修China Science & Technology Overview0 引言绝缘栅双极型晶体管（IGBT）功率模块是一种用于高功率开关的电力电子器件。
PIN 针作为IGBT 与印制电路板（PCB）之间的重要连接部件，其连接强度对IGBT 的性能和使用寿命产生了直接影响[1]。
近年来，关于PIN 封装IGBT 功率模块的设计和优化进行了大量研究。
主要研究领域包括IGBT 及其封装的新材料和制造技术的开发[2]，以及模块冷却、驱动和控制系统的设计和优化[3]。
另外，还包括开发新的测试和模拟技术，以提高器件的可靠性[4]。
传统的PIN 针焊接工艺主要是钎焊或者焊片工艺，在人工夹具定位后进行真空回流焊接，回流焊对已经摆好元件的衬板进行加热，进而融化元件与线路板中的焊料，完成元件与功率模块衬板覆铜层的焊接。
传统焊接工艺的缺点：第一，焊接强度低。
例如HPD封装模块，在应用中存在PIN 针断裂失效的风险[5]；第二，焊接可靠性差。
焊片工艺是在PIN 针和功率模块衬板覆铜层之间添加了锡，通过回流高温融合再结晶实现焊接。
在过高的电应力和热应力的共同冲击下，由于PIN 针和DBC 衬板覆铜具有不同的热膨胀系数（铜为20ppm/℃左右，焊锡为30ppm/℃左右[6]），使温升后产生不同的热形变，易导致PIN 针松动和脱落，可靠性低；第三，不易实现自动化。
焊片工艺需要人工摆放PIN 针到冶具上，再进行回流焊，需要人工参与，容易出现不可控的因素。
而超声焊接可以实现自动化焊接，避免了人工参与，一致性好，可靠性高；第四，衬板空间利用率低，浪费空间。
钎焊工艺焊接完毕后，锡膏一般会包围在针座周边，占有一定面积，浪费了衬板的空间，空间利用率非常低。
从解决设备的关键工艺入手，针对传统采用的钎焊工艺面临的焊接强度低、稳定差以及不易实现自动化等问题，提出超声波焊接PIN 针的解决方案。
超声波焊接线设计标准
超声波焊接线设计标准超声波焊接作为一种高效、优质的焊接工艺，在电子、汽车、医疗器械等领域得到了广泛的应用。
为了保证超声波焊接线的设计符合标准，我们需要建立一份针对超声波焊接线设计的标准，从材料选型、结构设计、工艺流程等方面进行规范。
下面是一份关于超声波焊接线设计标准的草案，希望可以帮助到你。
一、引言超声波焊接线是用于超声波焊接的装置，主要由超声波传感器、变换器、焊接头等部件组成。
制定超声波焊接线设计标准的目的在于规范超声波焊接线的设计和制造，提高超声波焊接线的质量和性能，保证超声波焊接的效果。
二、材料选型1. 超声波传感器材料应选用优质的陶瓷材料，具有优良的耐高温、耐腐蚀、优质的超声波传递特性，并符合相关的环保标准。
2. 变换器应选用优质的钛合金材料或者铝合金材料，具有高强度、低能量损耗、耐腐蚀等特性。
3. 焊接头应选用具有良好传导性能的材料，保证超声波能够有效地传递到焊接部件上。
三、结构设计1. 超声波传感器应设计成适合焊接工艺要求的形状和尺寸，保证超声波能够均匀地传递到焊接部件上。
2. 变换器应设计成适合超声波焊接工艺的形状和尺寸，保证能够有效地将电能转化为超声波能量。
3. 焊接头应设计成适合焊接工件的形状和尺寸，保证焊接头与工件之间的匹配度和接触度。
四、工艺流程1. 超声波传感器的安装应符合相关标准要求，安装位置应能够满足工件的焊接需求。
2. 变换器的安装应符合相关标准要求，安装位置应固定、稳定，以保证超声波的传递效果。
3. 焊接头的安装应符合相关标准要求，确保与工件的接触面光滑、平整，以保证焊接效果。
五、质量检验1. 对超声波传感器、变换器、焊接头等关键部件进行质量检验，包括外观检查、尺寸测量、性能测试等。
2. 对焊接线的整体性能进行测试，包括焊接效果、工作稳定性、耐久性等。
六、安全环保1. 超声波焊接线的设计应符合国家相关的安全标准和环保标准，包括材料选择、工艺流程和废弃物处理等方面。
超声波焊接结构设计通用课件
智能化、自动化的焊接设备与工艺
随着工业4.0和智能制造的推进，智能化、自动化的焊接设备与工艺成为未来超声波焊接的发展趋势。 通过引入人工智能、机器学习等技术，可以实现焊接过程的自动化和智能化控制，提高焊接质量和效 率。
为了实现智能化、自动化的焊接，需要深入研究焊接过程的物理和化学机制，建立完善的焊接数据库 和知识库，开发高效的算法和模型，提高设备的智能化和自主化程度。同时，还需要加强与自动化、 计算机科学等领域的交叉合作，推动超声波焊接技术的创新发展。
感谢观 看
THANKS
表面处理不当
焊接前对材料表面进行清洁和预处理， 去除油污、氧化膜等，可以提高焊接 强度。
材料不匹配
不同材料的声阻抗差异可能导致能量 传递效率降低，影响焊接强度。解决 方法是选择声阻抗相匹配的材料或采 用特殊的超声波焊接参数。
焊接参数不当
调整合适的焊接时间、压力和功率等 参数，以达到最佳的焊接效果。
焊接变形的问题
超声波焊接结构设 计通用课件
目 录
• 超声波焊接结构设计中的挑战与 • 未来超声波焊接结构设计的发展
01
超声波焊接技术概述
超声波焊接的定义与原理
超声波焊接定义
振动传递
超声波焊接是一种利用高频振动能量 来实现塑料、金属等材料连接的工艺 方法。
焊头将振动能量传递至工件，使工件 产生摩擦热和塑性变形，从而实现工 件之间的连接。
03
超声波焊接结构设计实例
塑料焊接结构设计
(工艺技术)超声波焊接工艺标准
广东新宝电器股份有限公司作业指导书文件名称：超声波焊接工艺标准文件编号： 71-02-WI-003 生效日期： 2011年06月15日版本号： A适用范围：所有超声波熔接作业受控正本受控副本编制：彭志云审核：批准：标题:超声波焊接工艺标准版次：A生效日期：2011-06-15文件制定/修改情况记录版次修改内容编写/修改人审核批准修改日期A 首版彭志云2011-06-15标题:超声波焊接工艺标准版次：A生效日期：2011-06-15 1 目的：建立超声波焊接工艺标准，为各分公司超声波焊接作业及超声波焊接工艺调整、超声波焊接关键工序的管理提供理论指导，从而规范各分公司超声波焊接作业，保证超声波焊接产品品质，提高生产效率。
2 适用范围：适用于各分公司所有超声波焊接作业。
3 人员要求：3.1 超声波焊接岗位作业人员上岗条件必须满足：3.1.1 初中以上学历，入职1个月以上的员工。
3.1.2 工作态度积极，有上进心并有较强的学习能力，有长期为公司服务的意愿。
3.2 员工必须经过理论知识和实际操作培训并经考核合格，取得该关键岗位上岗资格证后方可正式上岗。
3.2.1 超声波焊接工序作业人员上岗前要进行理论知识的培训，培训主要内容包括：一线超声波焊接员工对焊接原理，焊接过程，焊接方法，焊接质量的评定等；并现场指导员工操作，教会员工具体的操作步骤；对作业产生的不良品的辨别及处理方法等；最后是对员工进行本工序其它要求培训：厂牌要与上岗证配套使用，关键工位标识牌的正确配戴，作业指导书的识别，关键工序WI的张贴等，并安排对所培训的内容进行具体的实际操作上岗证3.2.2 IE部对经过关键工序上岗资格培训的人员，根据人员实际所具备的相关条件及培训结果如实填写《关键工序上岗资格评定表》并建立档案，作为关键工序上岗的考核依据。
标题:超声波焊接工艺标准版次：A生效日期：2011-06-15 4 设备认识：4.1什么是超声波焊接超声波焊接是一种快捷，干净，有效的装配工艺，用来装配处理热塑性塑料配件，及一些合成构件的方法。
超声波焊头加工工艺
超声波焊头加工工艺
超声波焊头的加工工艺主要包括以下几个步骤：
1.设计焊头结构：根据需要焊接的材料和要求，设计出适合的焊头结构和形状。
2.制作焊头模具：根据焊头结构和形状，制作出对应的焊头模具，保证焊头的精度和一致性。
3.选择合适的焊接参数：根据焊接的材料和要求，选择适合的超声波焊接参数，如频率、功率、振幅等。
4.进行焊头加工：将焊头模具安装到超声波焊接设备上，通过超声波振动将焊头模具中的工件材料焊接在一起。
在焊接过程中，要注意控制加热时间、加热温度和加热速度，使焊接质量得到保障。
5.善后处理：焊接完成后，要进行后期处理，如清洗、检验、质量控制等，确保焊接质量符合要求。
总之，超声波焊头加工工艺是一门精细的加工技术，需要严格按照规范和标准进行操作，才能达到高效、精准、稳定的焊接质量。
最全超声波焊接工艺及焊线设计方法
既能避免产品划伤，又能保证产品定位。
超声波焊接设计要点
4.底座制作
根据产品外形设计不同材料的底座，分为以下几大类别： 1.不需要保护产品外观的内部件：采用刚性底座，一般为金属材质，打磨倒角后
使用，固定产品。 2.需要对产品外观进行防护的，采用弹性底座，一般为金属表面附着硬硅胶，仿
形定位，固定并防护产品。 3.组合式底座，产品外形复杂，尺寸较大，需要焊接的角度不在水平面上，尺寸
较小难以固定，需要辅助固定的产品，一般采用组合式底座进行固定。
超声波焊接设计要点
5.超声波塑料接面机构设计
超声波焊接时并不要求全体振动发热，而是希望能选择得性的在焊接部位发热， 超声波焊接时，超声波在塑料中传达到设有导熔线〈Energy Director〉的接合面， 在此处发热而焊接。没有开设导熔线，来以点破坏面的材质分子结构，便无法焊 接。因此超声波塑料焊接的接面机构设计，影响焊接的难易、焊接部外观、加工 精度、焊接强度及水、气密性等。
超声波焊接设计要点
1.焊接材料的选择
a.不可选择热固性材料：原理分析：热固性材料一次加热后成型为最终 状态，不可再次使用 。 超声波焊接原理为接触面高速面摩擦，产生高温使 塑胶的分子链破坏的同时加压，是焊接面的塑胶分子链重新形成，最终“合 二为一”。
选择热塑性材料：热塑性材料形成的分子结构为高分子次级弱链连接， 再次受到加热时高分子次级弱链受到破坏，破坏后的分子链在高温及适当 的压力下回再次成型。
超声波塑料焊接工艺
超声波塑料焊接工艺超声波塑料焊接工艺是一种高效并且环保的塑料连接工艺，它能够将两个或多个塑料件快速地、牢固地连接在一起。
本文将详细介绍超声波塑料焊接工艺的原理、应用、优点以及局限性。
一、超声波塑料焊接工艺的原理超声波塑料焊接工艺是利用超声波产生的高频振动来摩擦、加热和融化塑料，在外力的作用下将塑料件连接在一起的技术。
具体来说，超声波发生器会将电能转化成机械能，通过换能器将超声波传递到塑料件焊点。
当超声波遇到塑料面时，会产生剪切力和热量，使塑料面快速摩擦、热化并融化，再由外力压合，使塑料接头得以牢固地连接起来。
二、超声波塑料焊接工艺的应用超声波塑料焊接工艺可以应用于各种塑料产品的制造，如汽车、电子、医疗设备等。
特别是在电子行业中，超声波塑料焊接工艺被广泛应用于连接小型电子元件，因为它可以快速而精准地进行塑料连接，连接质量高且不损坏电子元件。
此外，超声波塑料焊接工艺也可应用于食品包装行业，如酸奶杯、密封袋等。
三、超声波塑料焊接工艺的优点1.快速精准：超声波塑料焊接工艺能够在短时间内完成连接工作，且连接质量高，不产生塑料渣和其他杂质。
2.无毒环保：超声波塑料焊接工艺没有采用粘合剂或其他有害化学物质，不会对环境造成污染。
3.节能省电：超声波塑料焊接工艺没有热损失，不需要额外的加热设备或大量的电能，具有节能省电的优点。
4.设计自由度高：由于超声波可以穿透一个物体，因此可以实现复杂的连接形状和各种不同的体积大小。
四、超声波塑料焊接工艺的局限性1.对焊接材料要求高：超声波塑料焊接工艺对焊接材料有一定的要求，只有符合材料特性才能保障连接质量。
2.焊接深度受限：由于超声波的穿透能力有限，因此对于较厚的材料，超声波可能会造成局部无法接触的情况。
3.受限于材料性质：超声波的焊接效果受材料性质的影响，如硬度、粘度等，在处理不同种类的塑料时可能收到一定程度的限制。
综上所述，超声波塑料焊接工艺是一种高效、快速、精准、环保的连接工艺，被广泛应用于各种塑料产品的制造。
【设计规范】塑胶件超声波焊接介绍及相关结构设计
【设计规范】塑胶件超声波焊接介绍及相关结构设计1.前⾔:超声波焊接结构和结构设计的多⽅⾯有关。
①其常常关系到防⽔防尘、强度等的可靠性设计要求（DFR），设计时是需要参考标准特征选⽤的。
②但其⼜可归类为塑胶件可制造的要求（DFM），⼀些难以制造的问题常常困扰超声波焊接结构，如导熔线过⼩过长难以制造导致焊接不好。
③其⼜必须符合装配的DFA的要求，且其质量与超声波焊仪的设备息息相关。
综合考虑后，作者还是把它归类到DFM塑胶件设计下。
但设计的时候，希望⼯程师需要考虑到超声波焊接结构标准、DFM检查，DFA检查三⽅⾯。
2. 超声波焊接简介超声波焊接是利⽤超声波振动频率，接触摩擦产⽣热能⽽使两个塑胶件在焊接界⾯熔融⽽固定在⼀起。
超声波焊接是⼀种快捷、⼲净、有效的装配⼯艺，⽤于满⾜塑胶件⾼强度的装配要求，是⼴泛使⽤的⼀种先进装配技术，适⽤于多种类型塑胶件的装配。
正常情况下，超声波焊件具有较⾼的抗拉强度，可以取代溶剂粘胶及机械紧固等装配⽅法，同时还可以具有防⽔、防潮的密封效果。
3. 超声波焊接的原理超声波焊接的⼯作原理是通过超声波发⽣器将50 Hz或60 Hz电流转换成 15、20、30或40 kHz的电能，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调幅器装置传递到焊头，如下图所⽰。
焊头将接收到的振动能量传递到待焊接塑胶件的界⾯，在该区域，振动能量通过摩擦⽅式被转换为热能，将塑料熔化，振动停⽌后维持在塑胶件上的短暂压⼒使两塑胶件以分⼦连接⽅式凝固为⼀体，如下图所⽰。
超声波焊接时，两个塑胶件从接触到熔化，再到焊接成⼀体的实物剖视图如下图所⽰。
4.超声波焊接的优点超声波焊接是⼀种快捷、⼗净、可靠性⾼的装配⼯艺，具有以下优点：1)焊接速度快，效率⾼。
绝⼤部分超声波焊接可以在0.1〜〇.5 s之内完成；2)成本低。
由于效率⾼，⼈⼯成本低，同时省去了⼤量夹具、粘合剂或者机械紧固件等的使⽤，因此超声波焊接是⼀种⾮常经济的塑胶件装配⽅式；3)强度⾼。
超声波焊接筋设计方案及流程
超声波焊接筋设计方案及流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor.I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!超声波焊接筋设计方案与实施流程详解超声波焊接是一种高效、环保的连接技术，尤其在制造工业中，如汽车、电子和医疗器械等行业，被广泛应用于塑料零件的精密焊接。
超声波焊接工艺标准
XX新宝电器股份XX作业指导书文件名称：超声波焊接工艺标准文件编号：71-02-WI-003生效日期：2011年06月15日版本号：A适用X围：所有超声波熔接作业受控正本受控副本编制：彭志云审核：批准：适用于各分公司所有超声波焊接作业。
3 人员要求：3.1超声波焊接岗位作业人员上岗条件必须满足：3.1.1初中以上学历，入职1个月以上的员工。
3.1.2工作态度积极，有上进心并有较强的学习能力，有长期为公司服务的意愿。
3.2员工必须经过理论知识和实际操作培训并经考核合格，取得该关键岗位上岗XX后方可正式上岗。
3.2.1超声波焊接工序作业人员上岗前要进行理论知识的培训，培训主要内容包括：一线超声波焊接员工对焊接原理，焊接过程，焊接方法，焊接质量的评定等；并现场指导员工操作，教会员工具体的操作步骤；对作业产生的不良品的辨别及处理方法等；最后是对员工进行本工序其它要求培训：厂牌要与上岗证配套使用，关键工位标识牌的正确配戴，作业指导书的识别，关键工序WI的X贴等，并安排对所培训的内容进行具体的实际操作3.2.2 IE部对经过关键工序上岗资格培训的人员，根据人员实际所具备的相关条件及培训结果如实填写《关键工序上岗资格评定表》并建立档案，作为关键工序上岗的考核依据。
4 设备认识：4.1什么是超声波焊接超声波焊接是一种快捷，干净，有效的装配工艺，用来装配处理热塑性塑料配件，及一些合成构件的方法。
目前被运用的塑胶制品与之间的粘结，塑胶制品与金属配件的粘结及其它非塑胶材料之间的粘结！它取代了溶剂粘胶机械坚固及其它的粘接工艺是一种先进的装配技术！超声波焊接不但有连接装配功能而且具有防潮、防水的密封效果4.2超声波焊接的优点4.2.1.节能环保上岗证4.2.3.成本低,效率高4.2.4.容易实现自动化生产4.2.5.焊接强度高，粘接牢固4.2.6.焊点美观，可实现无缝焊接，防潮防水，气密性好超声波焊接机主要由如下几个分组成：发生器、气动分、程序控制分、换能器分。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
超声波焊接件的工艺设计作者：欣宇机械来源：本站原创日期：2014-5-5 17:32:38 点击：6943 属于：行业新闻超声波焊接件的工艺设计-东莞市欣宇超声波机械有限公司在超声波焊接行业中，很多客户都不知道塑料件焊接，焊接产品优良不只是跟材质，超声波选择机型功率有关系，最容易被忽略的一点是：超声波焊接件的工艺设计，塑料焊接件需要设计有超声线，焊接出来的产品才是比较完美的。
那么，超声波焊接件的工艺设计是怎么样的呢？要怎么设计呢？很多客户初步使用超声波焊接，都会对个问题不了解，今天，欣宇小陈为大家讲解：超声波焊接件的工艺设计，希望对朋友有所帮助！超声波塑料件的结构设计必须首先考虑如下几点：1.是否需要水密、气密。
2.是否需要完美的外观。
3.是否适合焊头加工要求。
4.焊缝的大小（即要考虑所需强度）。
5.避免塑料熔化或合成物的溢出。
超声波焊接质量获得原因：1.材质2.上下表面的位置和松紧度3.焊头与塑料件的妆触面4.顺畅的焊接路径5.塑料件的结构6.焊接线的位置和设计7.焊接面的大小8.底模的支持为了获得完美的、可重复的超声波熔焊方式，必须遵循三个主要设计方向：1.围绕着连接界面的焊接面必须是统一而且相联系互紧密接触的。
如果可能的话，接触面尽量在同一个平面上，这样可使能量转换时保持一致。
2.最初接触的两个表面必须小，以便将所需能量集中，并尽量减少所需要的总能量（即焊接时间）来完成熔接。
3.找到适合的固定和对齐的方法，如塑料件的接插孔、台阶或齿口之类。
下面就对超声波塑料件设计中的要点进行分类举例说明：超声波整体塑料件的结构1.1塑料件的结构塑料件必须有一定的刚性及足够的壁厚，太薄的壁厚有一定的危险性，超声波焊接时是需要加压的，一般气压为2-6kgf/cm2 。
所以塑料件必须保证在加压情况下基本不变形。
1.2罐状或箱形塑料等，在其接触焊头的表面会引起共振而形成一些集中的能量聚集点，从而产生烧伤、穿孔的情况（如图1所示），在设计时可以罐状顶部做如下考虑○1 加厚塑料件○2 增加加强筋○3 焊头中间位置避空1.3尖角如果一个注塑出来的零件出现应力非常集中的情况，比如尖角位，在超声波的作用下会产生折裂、融化。
这种情况可考虑在尖角位加R角。
如图2所示。
1.4塑料件的附属物注塑件内部或外部表面附带的突出或细小件会因超声波振动产生影响而断裂或脱落，例如固定梢等（如图3所示）。
通过以下设计可尽可能减小或消除这种问题：○1 在附属物与主体相交的地方加一个大的R角，或加加强筋。
○2 增加附属物的厚度或直径。
1.5塑料件孔和间隙如被焊头接触的零件有孔或其它开口，则在超声波传递过程中会产生干扰和衰减（如图4所示），根据材料类型（尤其是半晶体材料）和孔大小，在开口的下端会直接出现少量焊接或完全熔不到的情况，因此要尽量预以避免。
1.6塑料件中薄而弯曲的传递结构被焊头接触的塑件的形状中，如果有薄而弯曲的结构，而且需要用来传达室递超声波能量的时候，特别对于半晶体材料，超声波震动很难传递到加工面（如图5所示），对这种设计应尽量避免。
1.7近距离和远距离焊接近距离焊接指被焊接位距离焊头接触位在6mm以内，远距离焊接则大于6mm，超声波焊接中的能量在塑料件传递时会被衰减地传递。
衰减在低硬底塑料里也较厉害，因此，设计时要特别注意要让足够的能量传到加工区域。
远距离焊接，对硬胶（如PS，ABS，AS，PMMA）等比较适合，一些半晶体塑料（如POM，PETP，PBTB，PA）通过合适的形状设计也可用于远距离焊接。
1.8塑料件焊头接触面的设计注塑件可以设计成任何形状，但是超声波焊头并不能随意制作。
形状、长短均可能影响焊头频率、振幅等参数。
焊头的设计需要有一个基准面，即按照其工作频率决定的基准频率面。
基准频率面一般占到焊头表面的70%以上的面积，所以，注塑件表面的突超等形状最好小于整个塑料面的30%。
一滑、圆弧过渡的塑料件表面，则比标准可以适当放宽，且突出位尽量位于塑料件的中部或对称设计。
塑料件焊头接触面至少大于熔接面，且尽量对正焊接位，过小的焊头接触面（如图6所示），会引起较大损伤和变形，以及不理想的熔接效果。
在焊头表面有损伤纹，或其形状与塑料件配合有少许差异的情况下，焊接时，会在塑料件表面留下伤痕。
避免方法是：在焊头与塑料件表面之间垫薄膜（例如PE膜等）。
焊接线的设计2 超声波焊接线的设计超声波焊接线是超声波直接作用熔化的部分，其基本的两种设计方式：○1 能量导向○2 剪切设计2.1能量导向能量导向是一种典型的在将被子焊接的一个面注塑出突超三角形柱，能量导向的基本功能是：集中能量，使其快速软化和熔化接触面。
能量导向允许快速焊接，同时获得最大的力度，在这种导向中，其材料大部分流向接触面，能量导向是非晶态材料中最常用的方法。
能量导向柱的大小和位置取决于如下几点：○1 材料○2 塑料件结构○3 使用要求图7所示为能量导向柱的典型尺寸，当使用较易焊接的材料，如聚苯乙烯等硬度高、熔点低的材料时，建议高度最低为0.25mm。
当材料为半晶体材料或高温混合树脂时（如聚乙碳），则高度至少要为0.5mm，当用能量导向来焊接半晶体树脂时（如乙缩荃、尼龙），最大的连接力主要从能量柱的底盘宽带度来获得。
没有规则说明能量导向应做在塑料件哪一面，特殊情况要通过实验来确定，当两个塑料件材质，强度不同时，能量导向一般设置在熔点高和强度低的一面。
根据塑料件要求（例如水密、气密性、强度等），能量导向设计可以组合、分段设计，例如：只是需要一定的强度的情况下，分段能量导向经常采用（例如手机电池等），如图8所示。
2.2能量导向设计中对位方式的设计上下塑料件在焊接过程中都要保证对位准确，限位高度一般不低于1mm，上下塑料平行检动位必须很小，一般小于0.05mm，基本的能量导向可合并为连接设计，而不是简单的对接，包括对位方式，采用能量导向的不同连接设计的例子包括以下几种：插销定位：图9所示为基本的插销定位方式，插销定位中应保证插销件的强度，防此超声波震断。
台阶定位：图10所示为基本的台阶定位方式，如h大于焊线的高度，则会在塑料件外部形成一条装饰线，一般装饰线的大小为0.25mm左右，创出更吸引人的外观，而两个零件之间的差异就不易发现。
图11所示台阶定位，则可能产生外溢料。
图12所示台阶定位，则可能产生内溢料。
图13所示台阶定位为双面定位，可防止内外溢料。
○1 企口定位：如图14所示，采用这种设计的好处是防止内外溢料，并提供校准，材料容易有加强密封性的获得，但这种方法要求保证凸出零件的斜位缝隙，因此使零件更难能可贵于注塑，同时，减小于焊接面，强度不如直接完全对接。
○2 底模定痊：如图15所示，采用这种设计，塑料件的设计变得简单，但对底模要求高，通常会引致塑料件的平行移位，同时底模固定太紧会影响生产效果。
○3 焊头加底模定位：如图16所示，采用这种设计一般用于特殊情况，并不实用及常用。
○4 其它情况：A：如图17所示，为大型塑料件可用的一种方式，应注意的是下支撑模具必须支撑住凸缘，上塑料件凸缘必须接触焊头，上塑料件的上表面离凸缘不能太远，如必要情况下，可采用多焊头结构。
B：如连接中采用能量导向，且将两个焊面注成磨砂表面，可增加摩擦和控制熔化，改善整个焊接的质量和力度，通常磨砂深度是0.07mm-0.15mm。
C：在焊接不易熔接的树脂或不规则形状时，为了获得密封效果，则有必要插入一个密封圈，如图18所示，需要注意的是密封圈只压在焊接末端。
图19所示为薄壁零件的焊接，比如热成形的硬纸板（带塑料涂层），与一个塑料盖的焊接。
2.3剪切式设计在半晶体塑料（如尼龙、乙缩醛、聚丙烯、聚乙烯和热塑聚脂）的熔接中，采用能量导向的连接设计也许达不到理想的效果，这是因为半晶体的树脂会很快从固态转变成融化状态，或者说从融化状态转化为固态。
而且是经过一个相对狭窄的温度范围，从能量导向柱流出的融化物在还没与相接界面融合时，又将很快再固化。
因此，在这种情况下，只要几何原理允许，我们推荐使用剪切连接的结构。
采用剪切连接的设计，首先是熔化小的和最初触的区域来完成焊接，然后当零件嵌入到下起时，继续沿着其垂直壁，用受控的接触面来融化。
如图20所示，这样可能性获得强劲结构或很好的密封效果，因为界面的熔化区域不会让周围的空气进来。
由于此原因，剪切连接尤其对半晶体树脂非常有用。
剪切连接的熔接深度是可以调节的，深度不同所获得的强度不同，熔接深度一般建议为0.8-1.5mm，当塑件壁厚及较厚及强度要求高时，熔接深度建议为1.25X壁厚。
图21所示为几种基本的剪切式结构：剪切连接要求一个塑料壁面有足够强度能支持及防止焊接中的偏差，有需要时，底模的支撑高于焊接位，提供辅助的支撑。
下表所示为零件大小尺寸和接触面、零件误差的大概尺寸：零件最大尺寸接触面尺寸零件尺寸允许误差＜18mm 0.2mm-0.3mm ±0.025mm18mm-35mm 0.3mm-0.4mm ±0.05mm＞35mm 0.4mm-0.6mm ±0.075mm当零件尺寸大于90mm时，或零件有不规则的形状时，建议不采用剪切连接。
这时因为注塑时很难控制误差及变形使其保持一致。
如果是上述情况，建议采用能量导向的形式。
图22所示为双面剪切式设计图23所示为扣式焊线设计，用于高强度，但上下塑料件不接触的情况下，在特殊情况下，可用于增加密封圈的情况。