超声波焊接原理和应用
超声波焊接
超声波焊接超声波焊接是一种应用超声波技术进行焊接的方法，它具有高效、可靠、环保等特点，广泛应用于工业生产中。
本文将从超声波焊接的原理、设备、应用领域以及优势等方面进行介绍。
超声波焊接是利用超声波振动产生的能量实现焊接材料的熔接。
超声波是一种频率超过人耳能听到的声音的机械波，其频率一般在20kHz到70kHz之间。
超声波焊接的原理主要是利用超声波振动使材料分子的间距变小，从而产生高温高压的效果，促使材料发生熔接现象。
在焊接过程中，超声波振动会穿透至焊材表面，使接触部分的温度升高，然后通过适当的加压使材料熔化并熔接在一起，最终形成焊接接头。
超声波焊接设备主要由超声波振动系统、机械系统和电气系统组成。
超声波振动系统是超声波焊接的核心部分，它由发声器和承载器组成。
发声器是将电能转化为机械振动的装置，承载器则是将振动传递给焊接件的装置。
机械系统主要包括焊接头、压力机构等部分，用于在焊接过程中施加适当的压力。
电气系统则提供了超声波发生器、控制电路、传感器等设备，用于控制焊接过程的各个参数。
超声波焊接在工业生产中有着广泛的应用。
它可以焊接各种金属材料，如铝、铜、钢等，也可以焊接塑料和纺织品等非金属材料。
超声波焊接常被运用在汽车制造、电子设备生产、包装行业等领域。
例如，在汽车制造中，超声波焊接被应用于制造车灯、排气管和电池等零部件；在电子设备生产中，它被用于焊接电子元件和连接导线等；在包装行业中，超声波焊接可用于封口、划线和熔接等工作。
超声波焊接具有许多优势。
首先，它的焊接速度快，能够在短时间内完成焊接工作，提高生产效率。
其次，超声波焊接的焊接接头牢固可靠，具有较高的拉伸强度和密封性能。
再次，它适用于焊接的材料种类广泛，包括金属、塑料和纺织品等。
此外，超声波焊接过程不需要使用焊接剂和填料，所以它是一种环保、无污染的焊接方法。
总结起来，超声波焊接是一种高效、可靠、环保的焊接方法，广泛应用于多个行业中。
随着技术的不断进步，超声波焊接设备的性能和效果也在不断提高，为我们的生产和生活带来了许多便利和效益。
超声波金属焊接基础知识
一、超声波金属焊接基础知识1、原理超声波金属焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的金属表面，在加压的情况下，使两个金属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。
2、焊接优点:1）、焊接材料不熔融，不脆弱金属特性。
2)、焊接后导电性好，电阻系数极低或近乎零.3）、对焊接金属表面要求低，氧化或电镀均可焊接。
4)、焊接时间短，不需任何助焊剂、气体、焊料.5）、焊接无火花，环保安全。
3、超声波金属焊接适用产品：1）、镍氢电池镍氢电池镍网与镍片互熔与镍片互熔。
.2）、锂电池、聚合物电池铜箔与镍片互熔,铝箔与铝片互熔。
3)、电线互熔，偏结成一条与多条互熔。
4)、电线与名种电子元件、接点、连接器互熔。
5）、名种家电用品、汽车用品的大型散热座、热交换鳍片、蜂巢心的互熔。
6）、电磁开关、无熔丝开关等大电流接点，异种金属片的互熔。
7)、金属管的封尾、切断可水、气密.4、振幅参数振幅对于需要焊接的材料来说是一个关键参数，相当于铬铁的温度，温度达不到就会熔接不上，温度过高就会使原材料烧焦或导致结构破坏而强度变差。
因为每一间公司选择的换能器不同,换能器输出的振幅都有所不同,经过适配不同变比的变幅杆及焊头，能够校正焊头的工作振幅以符合要求，通常换能器的输出振幅为10—20μm，而工作振幅一般为30μm左右，变幅杆及焊头的变比同变幅杆及焊头的形状,前后面积比等因素有关，形状来说如指数型变幅、函数型变幅、阶梯型变幅等，对变比影响很大，前后面积比与总变比成正比。
贵公司选用的是不同公司品牌的焊接机，最简单的方法是按已工作的焊头的比例尺寸制作，能保证振幅参数的稳定。
5、频率参数任何公司的超声波焊接机都有一个中心频率，例如20KHz、40 KHz等，焊接机的工作频率主要由换能器（Transducer）、变幅杆（Booster）、和焊头（Horn)的机械共振频率所决定，发生器的频率根据机械共振频率调整，以达到一致，使焊头工作在谐振状态,每一个部份都设计成一个半波长的谐振体。
超声波焊接塑料原理
超声波焊接塑料原理一、引言超声波焊接是一种常见的塑料焊接方法，利用超声波的热效应将塑料件加热至熔融状态并进行焊接。
本文将介绍超声波焊接塑料的原理及其应用。
二、超声波焊接原理超声波焊接是利用超声波振动在塑料接合部分产生热能，从而使塑料材料熔融并形成焊接接头的一种焊接方法。
超声波通过超声波振动头传导到塑料接合部分，使塑料分子发生摩擦振动，产生热能。
当热能达到一定程度时，塑料材料开始熔融，通过施加一定的焊接压力，使熔融的塑料材料在接触面上形成焊接接头，待冷却后形成牢固的焊接接头。
三、超声波焊接设备超声波焊接设备主要包括超声波发生器、超声波振动头和焊接模具。
超声波发生器负责产生高频的超声波信号，传递给超声波振动头。
超声波振动头将超声波能量转化为机械振动，并将其传导到塑料接合部分。
焊接模具则起到固定和定位塑料件的作用，保证焊接的准确性和稳定性。
四、超声波焊接的优点1. 快速高效：超声波焊接的焊接速度快，一般只需要几秒钟就可以完成焊接过程。
2. 无需添加其他材料：超声波焊接不需要添加任何胶水、溶剂等辅助材料，避免了对环境的污染。
3. 焊接强度高：超声波焊接的焊接接头强度高，能够满足大部分工程应用的需求。
4. 焊接质量稳定：超声波焊接过程中，焊接接头的质量稳定可靠，不易出现质量问题。
五、超声波焊接的应用超声波焊接广泛应用于塑料制品的生产加工领域。
例如，汽车零部件的制造、电子设备的组装、医疗器械的生产等都需要使用超声波焊接技术。
超声波焊接在这些领域中，能够实现高效、稳定、环保的焊接过程，提高生产效率和产品质量。
六、超声波焊接的注意事项1. 焊接参数的选择：超声波焊接需要根据不同的塑料材料选择适当的焊接参数，包括振幅、压力、时间等。
2. 焊接界面的准备：焊接接合部分需要进行表面处理，保证焊接界面的清洁和平整，以提高焊接质量。
3. 焊接模具的设计：焊接模具的设计应考虑到塑料件的形状、大小等因素，以确保焊接过程的准确性和稳定性。
超声波焊接的原理及应用
超声波焊接的原理及应用1. 简介超声波焊接是一种利用超声波振动能量来实现材料的焊接技术。
它通过将高频振动传导到两个被焊接的材料之间，使它们在接触面产生摩擦热而达到熔接的目的。
超声波焊接广泛应用于汽车、电子、医疗等领域，具有焊接速度快、焊接强度高、无需额外添加焊接材料等优点。
2. 原理超声波焊接的原理是利用超声波在材料接触面上产生摩擦振动，使材料表面产生高温和高压，并迅速熔接起来。
其具体原理如下：•超声波产生：超声波是频率高于20kHz的机械振动波。
通过超声波发生器产生的高频电信号，经过换能器的转换作用，变成机械振动，形成超声波。
•振动传导：超声波振动通过提示头传导到焊接材料上，使其产生微小的摩擦振动。
•接触面摩擦：被焊接材料表面相互接触产生摩擦，使温度急剧升高，因为摩擦产生的热量引起焊接界面的塑性变形。
•熔接：热量累积到一定程度时，焊接界面的材料开始熔化，并形成熔池。
•固化：当超声波停止传导时，熔池冷却凝固，并且形成牢固的焊接接头。
3. 应用领域超声波焊接在多个领域有着广泛的应用，以下是其中几个主要领域：3.1 汽车制造•车灯组件焊接：超声波焊接可用于汽车前大灯、尾灯等组件的焊接。
它可以确保灯具的水密性，提高焊接强度，同时避免因高温焊接导致的变形。
•内饰部件焊接：超声波焊接可用于汽车内饰件的焊接，如仪表板、门板等。
它能够快速焊接，并且焊接点牢固，不会对外观造成任何损伤。
3.2 电子制造•电子元件焊接：超声波焊接可用于电子元件的焊接，如电池片、电路板等。
它可以实现高效快速的焊接，同时保持焊接点的精确度和稳定性。
•电缆连接：超声波焊接可用于电缆的连接，如线缆、USB接口等。
它能够实现高强度的焊接，并且焊接时间短，无需使用额外的焊接材料。
3.3 医疗器械•塑料容器焊接：超声波焊接可用于医疗器械中的塑料容器的焊接。
它可以确保无菌环境，同时提高容器的密封性和耐压性。
•医用器械组件焊接：超声波焊接可用于医用器械的组件焊接，如手术器械、医用注射器等。
特种焊接技术--第五章超声波焊接
1-发生器 2-换能器 34-耦合杆 A-发生器 B聚能器 -声学系统 5-上声极6-焊件7-下声级8-电磁加压装臵 C-加压机构 D-控制装臵 9-控制加压电源10-程控器 19 材料科学与工程学院 压力焊
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1、超声波发生器 是焊机的核心设备。它是一种具有超声频率的 正弦电压波的电源，实质是一个包括机械振动系统 在内的单级或多级放大的自激振荡器。作用是将工 频（50Hz） 电流变成 15 ~ 60Hz 的震荡电流，并通 过输出变压器与换能器相耦合。 2、声学系统 超声波的关键部件，是电声耦合装臵（声学系 统），由换能器、聚能器（变幅杆）、耦合杆（传 振杆和上下声极）等组成。 主要作用是传输弹性振动能给焊件，以实现焊 接。声学系统设计的关在于按照选定的频率计算每 个声学组元的自振频率。
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特种焊 2、缝焊 缝焊时超声波通过旋转运动的圆盘状声极传输 给工件，形成具有密封性的连续焊缝。 缝焊可以获得密封的连续焊缝。通常工件被夹 持在上、下焊盘之间。在特殊情况下可采用平板式 下声极。
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特种焊 3、环焊 用环焊方法可以一次形成 封闭形焊缝，采用的是扭转振 动系统。焊接时焊盘扭转，振 动振幅相对于声极轴线呈对称 线性分布，轴心区振幅为零， 焊盘边缘振幅最大。显然环焊 最适用于微电子器件的封装工 艺。有时环焊也用于对气密要 求特别高的直线焊缝场合，此 时可采用部分重叠环焊方法， 类似缝焊获得连续直线焊缝。
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特种焊 （1）换能器 将发生器的电震荡能转换成相同频率的机械振 动能，是焊机的机械振动源。有磁致伸缩式和压电 式两种。 磁致伸缩效应是当铁磁材料臵于交变磁场中， 将会在材料的长度方向发生宏观的同步伸缩变形现 象，常用镍片和铁铝合金，工作可靠，但换能效率 仅为20~30%，已被压电式换能器所替代。 压电式是利用某些非金属压电晶体（如石英、 锆酸铅、锆钛酸等）的逆压电效应。当压电材料在 一定晶面上受到压力或拉力时，会出现电荷，称为 正压电效应；反正，当在压电轴方向馈入交变电场 时，晶体会沿一定方向发生同步收缩现象，称逆压 电效应。效率高达80~90%，但寿命短。
超声波焊的原理和应用
超声波焊的原理和应用1. 超声波焊的原理超声波焊（Ultrasonic Welding）是一种利用超声波振动能量将两个或多个塑料工件连接在一起的焊接方法。
它利用超声波振动通过摩擦产生热量，使工件的表面温度升高，然后施加一定的压力将两个工件压合在一起，使其熔融并形成焊接。
超声波焊的原理主要包括以下几个方面： - 超声波振动：超声波的频率通常在20kHz到70kHz之间，它通过音频振动将能量传递到焊点，形成局部高温。
- 摩擦发热：超声波振动产生的微小位移使接触表面产生摩擦，产生热量，使塑料材料软化。
- 塑料熔融：摩擦发热使塑料材料温度升高，达到熔融点，使接触面热熔。
- 硬化而成：当超声波停止振动时，热熔的塑料材料快速冷却，形成坚固的焊接点。
2. 超声波焊的应用超声波焊在各个工业领域得到广泛应用，以下是几个常见的应用领域：2.1 电子电器行业•电子产品组装：超声波焊可以用于连接电子元件，如线缆连接、连接器固定等。
•电池组装：超声波焊可以用于连接电池盖与电池壳，实现电池的密封。
•电路板焊接：超声波焊可用于电路板的贴片焊接和印刷电路板的元件连接。
2.2 汽车制造业•塑料零件焊接：超声波焊可用于汽车零部件的连接，如汽车大灯、仪表盘等。
•焊接线束：超声波焊可用于汽车线束的连接，确保线束的稳固性和电气性能。
2.3 医疗器械行业•医疗器械组装：超声波焊可用于医疗器械的组装，如输液器的连接、雾化器的连接等。
•医疗包装：超声波焊可用于医疗器械的包装，确保器械的密封性和安全性。
2.4 塑料制品行业•塑料容器焊接：超声波焊可用于塑料容器的焊接，如食品包装容器、化妆品容器等。
•塑料管道焊接：超声波焊可用于塑料管道的连接，如水管、气管等。
3. 超声波焊的优势超声波焊相比传统的焊接方法具有以下几个优势：•高效快捷：超声波焊接速度快，焊接时间短，可以大幅度提高生产效率。
•焊接强度高：焊接接头强度高，焊缝表面平整，无需额外辅助材料，焊点美观牢固。
超声波焊接机的工作原理
超声波焊接机的工作原理超声波焊接机是一种常用的焊接设备，它利用超声波的振动来实现材料的焊接。
其工作原理是通过将电能转换为机械振动，然后将振动传递给焊接部件，使其发生塑性变形，从而实现焊接。
超声波焊接机主要由以下几个部分组成：超声波发生器、换能器、焊接头和控制系统。
1. 超声波发生器：超声波发生器是超声波焊接机的核心部件，它能将电能转换为高频电能，并将其输出给换能器。
超声波发生器通常由振荡电路、功率放大器和变压器组成。
2. 换能器：换能器是将超声波发生器输出的电能转换为机械振动的部件。
它由压电陶瓷材料制成，当超声波发生器输出电能时，压电陶瓷会发生压缩和膨胀，从而产生高频机械振动。
3. 焊接头：焊接头是将超声波振动传递给焊接部件的部件。
它通常由焊头和压力系统组成。
焊头是将振动传递给焊接部件的介质，它通常由钛合金或铝合金制成，具有良好的导振性能。
压力系统用于施加一定的压力，使焊接部件在振动的作用下发生塑性变形。
4. 控制系统：控制系统用于控制超声波焊接机的工作参数，包括振动频率、振幅、焊接时间等。
通过调节这些参数，可以实现不同材料的焊接。
超声波焊接机的工作过程如下：首先，将需要焊接的部件放置在焊接头之间，然后通过控制系统设置焊接参数。
接下来，超声波发生器将电能转换为高频电能，并将其输出给换能器。
换能器将电能转换为机械振动，并将振动传递给焊接头。
焊接头的振动会使焊接部件发生塑性变形，从而实现焊接。
最后，根据设定的焊接时间，控制系统会停止超声波发生器的工作，完成焊接过程。
超声波焊接机具有以下优点：1. 高效：焊接速度快，一般只需几秒钟即可完成焊接。
2. 环保：焊接过程中不需要使用焊接剂或填充材料，无需额外的化学物质，对环境友好。
3. 节能：超声波焊接机的能耗较低，不会产生大量的热量。
4. 焊接强度高：焊接接头强度高，焊接质量稳定可靠。
5. 适用范围广：适用于金属、塑料等多种材料的焊接。
总结：超声波焊接机利用超声波振动实现材料的焊接，通过超声波发生器、换能器、焊接头和控制系统的协同工作，将电能转换为机械振动，并将其传递给焊接部件，从而实现焊接。
超声焊的原理和应用
超声焊的原理和应用1. 超声焊的原理超声焊是一种非常常用的焊接方法，它利用超声波振动产生的热量来进行材料的焊接。
超声波在振动时可以产生黏合热，并且可以在焊接接触点处产生局部加热。
这种焊接方法具有以下原理：•超声波振动效应：超声波是指频率高于人耳可听到的20kHz的声波。
超声波振动时，会在材料的接触面产生剧烈的摩擦和振动，从而产生热量。
•界面结构变化：超声波振动会使得焊接材料的界面结构发生变化，从而增加了焊接接触面积，并且形成了更好的焊接接触。
•塑性变形：超声波振动会在焊接接触点附近产生塑性变形，从而使金属在一个小的区域内发生细微的形变。
•扩散效应：超声波焊接时，焊接接触点的原子会因为振动而发生扩散，从而增加了材料的结合力。
2. 超声焊的应用超声焊具有广泛的应用领域，特别是在电子、汽车、塑料等行业中经常使用。
以下是一些超声焊的应用情况：2.1 电子领域超声焊在电子领域中被广泛应用于电子元件的连接和封装。
例如：•电缆连接：超声焊可以用于连接电缆与插头，实现可靠的电气连接。
•电池制造：超声焊可以用于电池的连接，提高电池的性能和寿命。
•电子元件封装：超声焊可以用于电子元件的封装，保护电子元件免受外界环境的影响。
2.2 汽车工业超声焊在汽车工业中广泛应用于汽车零部件的制造和组装。
以下是一些超声焊在汽车工业中的应用：•汽车灯具制造：超声焊可以用于汽车灯具的焊接和封装，确保灯具的可靠性和密封性。
•汽车仪表盘制造：超声焊可以用于汽车仪表盘的焊接，提高仪表盘的稳定性和耐用性。
•汽车内饰件制造：超声焊可以用于汽车内饰件的焊接和组装，提高内饰件的牢固度和整体质量。
2.3 塑料加工超声焊在塑料加工领域中被广泛应用于塑料制品的生产和加工。
以下是一些超声焊在塑料加工中的应用：•塑料零件制造：超声焊可以用于塑料零件的焊接和组装，提高零件的耐用性和结构稳定性。
•塑料包装材料制造：超声焊可以用于塑料包装材料的焊接和封装，确保包装材料的密封性和保鲜性。
超声波焊接的原理
超声波焊接的原理
超声波焊接是一种高效、精确的焊接技术，它利用超声波的振动能量将两个或多个材料加热并融合在一起。
这种焊接技术广泛应用于汽车、电子、医疗、食品和包装等行业。
超声波焊接的原理是利用超声波振动器将高频振动能量传递到焊接部位，使材料表面产生高频振动，从而产生热能。
当材料表面温度升高到熔点时，材料开始融化并形成焊缝。
焊接完成后，焊缝冷却并形成牢固的焊接。
超声波焊接的优点是焊接速度快、焊接质量高、无需使用焊接剂、无污染、无需后处理等。
它可以焊接各种材料，包括金属、塑料、陶瓷、玻璃等。
此外，超声波焊接还可以实现多点焊接、连续焊接和自动化生产。
超声波焊接的应用非常广泛。
在汽车行业中，它可以用于焊接汽车零部件，如车灯、仪表盘、空调出风口等。
在电子行业中，它可以用于焊接电子元件，如电池、电路板、手机壳等。
在医疗行业中，它可以用于焊接医疗器械，如注射器、输液器、手术器械等。
在食品和包装行业中，它可以用于焊接食品包装袋、饮料瓶盖等。
超声波焊接是一种高效、精确、环保的焊接技术，它在各个行业中都有广泛的应用。
随着科技的不断发展，超声波焊接技术将会越来越成熟，为各行各业的生产带来更多的便利和效益。
超声波焊
图1超声波焊的原理
1—发生器；2—换能器；3—传振杆； 4—聚能器；5—耦合器；6—静载荷； 7—上声极；8—焊件；9—下声极； F—静压力；v1—纵向振动方向； v2—弯曲振动方向
2.1、超声波的分类
根据接头形式分类：超声 波焊可分为点焊、缝焊、 环焊和线焊等。 不同类型的超声波焊得到 的焊缝形状不同，分别为 焊点、密封连续焊缝、环 焊缝和平直连续焊缝。 【1】点焊 根据能量传递方式，点焊 可分为单侧式和双侧式两 类。
3.2、超声波焊接工艺
3.2.1 接头设计 超声波焊接的接头目前只限于搭接一种形式。考虑 到焊接过程母材不发生熔化，焊点不受过大压力， 也没有电流分流等问题，设计焊点的点距s、边距e 、和行距r等参数。
1、边距e 电阻点焊时为了防止熔合溢出而要求 e>6δ (δ为板厚)。超声波点焊不受此限制，可以比 它小，只要声极不压碎或穿破薄板的边缘，就采用 最小的e，节省母材，减轻质量。
点焊机
当超声振动能量只通过 上声极导入时为单侧式 点焊；
分别从上、下声极导入
时为双侧式点焊。目前 应用最广泛的是单侧导 入式超声波点焊。
图2 超声波点焊的能量系统类型 1—静压力 2—上声极 3—焊件 4—下声极 V—振动方向
根据上声极的振动情 况，点焊分为纵向振 动式、弯曲振动式和 介于两者之间的轻型 弯曲振动式。 纵向振动系统主要用于 小功率超声波焊机， 弯曲振动系统主要用 于大功率超声波焊机 ，而轻型弯曲振动系 统适用于中小功率的 超声波焊机。
1.2、超声波的原理
超声波焊接时既不向焊件输送电流，也不向焊件 引入高温热源，只是在静压力作用下将弹性振动 能量转变为焊件间的摩擦功、变形能及随后有限 的温升。接头之间的冶金结合是在母材不发生熔 化的情况下实现的，因而是一种固态焊接方法。 超声波焊接的原理如下：
特种焊接技术超声波焊
现再结晶现象。
二、接头形成过程
3．固相接合阶段
随着摩擦过程的进行，微观接触面积越来越大，接触部 分的塑性变形也不断增加，焊接区内甚至形成涡流状的塑 性流动层，导致焊件表面之间的机械咬合; 引起了物理冶金反应，在结合面上产生联生晶粒，出现 再结晶、扩散、相变及金属间的键合等冶金现象，形成牢 固的接头。
超声波焊属于固相焊接，目前主要用于小型 薄件的焊接，焊接质量可靠，经济性较好。 超声波焊不仅可以焊接铝、铜、金等较软的 金属材料，也可用于钢铁材料、钨、钛、钼 等金属的焊接，物理性质相差悬殊的异种金 属，甚至金属与半导体、金属与陶瓷等非金 属以及塑料等异种材料均可以采用超声波焊。
6.3 典型材料的超声波焊
在焊接铝制点火模件衬底和铜制衬垫时，通 过超声波自动焊接系统可达到每小时完成 3000个焊点的生产效率。 对于不同厚度的金属材料也有很好的超声波 焊接性，甚至焊件的厚度比几乎可以是无限 制的 。 异种金属焊接时，接头组织比较复杂 。
对于金属钼、钨等高熔点的材料，由于超声 波焊可避免接头区的加热脆化现象，从而可 获得高强度的焊点质量。 高硬度金属材料之间的超声波焊接、或焊接 性较差的金属材料之间的焊接，可通过添加 中间过渡层的方法实现超声波焊接。 对于多层金属结构，也可以采用超声波焊。
二、塑料的超声波焊
塑料焊接时，通常尽量将焊件的结合面置于 谐振曲线的波节点上，以便在这里释放出最 高的局部热量，以使材料受热熔化达到焊接 的目的。 塑料超声波焊机一般由超声波发生器、焊压 台和焊具三大部分组成。
二、焊件表面准备
超声波焊时，对焊件表面不需进行严格清理，因为超
声振动本身对焊件表面层有破碎清理作用。 焊件表面被严重氧化或已有锈蚀层，焊前仍需清理， 通常采用机械磨削或化学腐蚀方法清除。
高分子材料成型加工中的超声波焊接技术
高分子材料成型加工中的超声波焊接技术在高分子材料成型加工领域中，超声波焊接技术作为一种先进的连接方法，具有许多优点。
本文将深入探讨高分子材料成型加工中超声波焊接技术的原理、特点及应用，并通过实例展示其在实际生产中的重要性和价值。
一、超声波焊接技术的原理超声波焊接技术利用超声波振动在材料表面产生高频振动，通过材料分子间的摩擦产生热量，实现材料的焊接。
超声波焊接的原理是利用超声波产生的高频振动，将焊接头部施加在材料上，使材料表面分子发生振动，产生摩擦热，从而实现材料的连接。
这种焊接方式既避免了传统焊接中产生的熔化和固化过程，又能实现快速、高效的焊接效果。
二、超声波焊接技术的特点1. 高效：超声波焊接技术焊接速度快、效率高，适用于批量生产；2. 节能：无需预热，能耗低，节约能源资源；3. 精确：焊接过程自动化程度高，焊接质量稳定可靠；4. 环保：无需添加焊接材料，不会产生焊渣和有害气体。
三、超声波焊接技术在高分子材料成型加工中的应用1. 塑料制品的生产：超声波焊接技术广泛应用于塑料制品的生产中，如塑料包装、塑料管道等；2. 医疗器械制造：超声波焊接技术在医疗器械的制造中具有重要作用，如医用塑料袋的焊接、输液管道的连接等；3. 汽车零部件生产：在汽车零部件的生产过程中，超声波焊接技术被广泛应用，如汽车灯罩的连接、汽车内饰件的组装等。
四、案例分析以汽车零部件的生产为例，利用超声波焊接技术可以实现汽车灯罩的连接。
传统的汽车灯罩连接方式通常采用胶水或者机械螺栓，但存在接触面积小、强度低、容易松动脱落等问题。
采用超声波焊接技术，可以将汽车灯罩的两个部件在瞬间焊接在一起，焊接接触面积大、焊接强度高、密封性好，而且不会对环境造成污染，提高了生产效率和产品质量。
综上所述，高分子材料成型加工中的超声波焊接技术具有诸多优点，在实际生产中有着广泛应用前景。
随着科技的不断发展，超声波焊接技术将在高分子材料成型加工领域中发挥越来越重要的作用，为生产企业带来更多的经济效益和市场竞争力。
超声波焊接的原理及应用PPT课件
❖ (5) 建立焊接设备、工艺参数、常用材料的对应关系 规律，减少实验次数，降低成本。
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参考文献
精选ppt课件2021
❖ 【1】超声波焊接原理及其工艺研究，王叶 ❖ 【2】热塑性塑料的超声波焊接和振动焊接特性，陈健 ❖ 【3】塑料薄膜超声波焊接研究，成全 ❖ 【4】超声波塑料焊接机理，张宗波 ❖ 【5】超声波塑料焊接粘弹性热的仿真计算，张振强 ❖ 【6】塑料超声波焊接质量影响因素的研究进展，高阳 ❖ 【7】塑料件超声波焊接工艺及焊接设计，Herrmann ❖ 【8】塑料焊接加工几种方法，陶永亮 ❖ 【9】塑料超声波焊接及其用于聚合物MEMS器件键合的研究进
超声波焊接的工艺参数
精选ppt课件2021
❖一、材料选择
❖ 热塑性vs热固性 ❖ 非结晶vs结晶（熔化温度、能量补充、传递） ❖ 能量传递特性（近场与远场） ❖ 吸湿性（PC、PA）
❖ PC，PS，SAN，ABS，PMMA
17
超声波焊接的工艺条件
❖二、设备参数
❖ 振幅
❖ 焊接时间
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精选ppt课件2021
精选ppt课件2021
高分子材料 超声波焊接技术
分1 黄浩
1
内容提要
1
基本概念
2
焊接原理
3
工艺条
精选ppt课件2021
超声波焊接的基本概念
❖ 超声波焊接是利用高 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。
3
精选ppt课件2021
超声波焊接的基本概念
精选ppt课件2021
❖ 国外在1960年开始应用超声波焊接技术 ❖ 优点：焊接时间短、焊接强度高、表面无损坏
超声波焊接
超声波焊接超声波焊接技术在现代工业中扮演着重要的角色。
它作为一种高效、精准、无损的焊接方法，被广泛应用于各个行业，如汽车制造、电子设备生产等。
本文将为大家介绍超声波焊接的原理、应用以及未来发展趋势。
超声波焊接，顾名思义，是利用超声波振动产生的热量来进行焊接的一种技术。
通过将两个或多个金属件放在一起，并施加高频超声波振动，使金属表面产生摩擦热。
随后，这种热量将通过传导传递到金属的焊接接头处，使接头材料熔化，从而实现焊接目的。
超声波焊接具有多个独特的优势。
首先，它是一种非接触的焊接方法，利用声波而不是直接接触金属，因此有效地避免了与其他焊接方法相比可能导致的表面损伤或破坏。
其次，超声波焊接速度快、效率高，可以在短时间内完成焊接作业。
第三，由于焊接参数可以进行高度控制，超声波焊接可以实现高精度和可重复性。
最后，超声波焊接没有明显的烟雾、异味或气体排放，符合环保要求。
超声波焊接技术广泛应用于不同领域。
例如，在汽车制造业中，超声波焊接可用于焊接汽车零部件，如车身、前后灯、仪表盘等。
这种焊接方法可以提供可靠的连接，同时减少生产时间和成本。
此外，在电子设备制造领域，超声波焊接可用于连接导线、电子元件和电路板。
通过使用超声波焊接，可以确保连接的高效性和可靠性。
随着科技的不断进步，超声波焊接技术也在不断发展。
未来，超声波焊接技术可能在以下几个方面得到进一步改进和应用。
首先，随着人们对环保要求的提高，超声波焊接可能会更加注重减少能耗和排放。
其次，焊接材料的多样化也是一个重要的方向。
目前，超声波焊接主要适用于金属材料，但随着新材料的不断涌现，超声波焊接技术也需要适应更多种类的材料。
最后，自动化和智能化将是未来超声波焊接的发展方向。
通过引入机器人和自动控制系统，可以实现更高效、更精准的焊接过程。
综上所述，超声波焊接技术是一种高效、精准、无损的焊接方法，被广泛应用于各个行业。
它的非接触性、快速性和可控性使其成为现代工业中不可或缺的技术之一。
超声波焊接的原理及应用
超声波焊接的原理及应用1.塑料焊接：超声波焊接可以用于塑料零件的连接，例如汽车零件、电子产品、医疗器械等。
由于超声波焊接的效率高、速度快，可以实现自动化生产，因此得到了广泛应用。
2.金属焊接：超声波焊接也可以用于金属零件的连接。
与传统焊接方法相比，超声波焊接无需使用钎焊材料，可以减少焊接时间和能源消耗，同时具有高强度、耐腐蚀等优点，适用于汽车、飞机等高要求的金属焊接领域。
3.化妆品和药品包装：超声波焊接可以用于包装材料的密封和焊接。
它可以实现快速、牢固的密封，确保产品的质量和安全性。
4.电子产品制造：超声波焊接可以用于电子产品的组装和连接。
由于超声波焊接无需使用电阻、电流等电热的焊接方式，因此可以避免对电子元件的损坏，适用于封装电池、芯片、电路板等高频电子产品的制造。
5.医疗器械制造：超声波焊接也广泛应用于医疗器械的制造过程中。
例如，可以用于制造医用输液器、输血管、雾化器等产品。
1.高效率：超声波焊接可以在很短的时间内完成焊接过程，提高生产效率。
2.无需外加材料：超声波焊接无需在焊接过程中使用外加材料，减少了生产成本。
3.精确控制：超声波焊接可以通过调整振动频率和振动幅度来控制焊接的效果，实现精确控制。
4.焊接强度高：超声波焊接可以实现材料的冷焊接，焊接强度高，焊接接头牢固。
5.环保：超声波焊接无需使用焊接剂，减少了有害气体的排放，是一种环保的焊接方法。
然而，超声波焊接也存在一些限制。
首先，对于较大尺寸和较厚的材料，超声波焊接效果不佳。
其次，焊接面积过大或夹杂有灰尘、油脂等杂质时，超声波焊接效果可能不理想。
总的来说，超声波焊接是一种高效、环保的焊接方法，广泛应用于塑料、金属、电子、医疗器械等行业，对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。
但在具体应用过程中，需要根据材料的特点和焊接要求来选择合适的超声波焊接参数和工艺。
超声波金属焊接原理
超声波金属焊接原理
超声波金属焊接是一种利用超声波振动来实现材料固态焊接的高新技术。
其原理是通过特殊的超声波振动系统将超声波能量传递到金属工件表面，使金属表面颗粒间的原子间距减小，从而实现金属原子间的扩散和结合，最终实现金属焊接的目的。
超声波金属焊接的原理主要包括以下几个方面：
1. 超声波振动系统：超声波金属焊接是通过超声波振动系统产生的超声波能量来实现的。
超声波振动系统通常包括发生器、换能器和焊接头。
发生器产生高频电信号，通过换能器将电信号转换成机械振动，最终通过焊接头将超声波能量传递到金属工件表面。
2. 超声波传递：超声波能量通过焊接头传递到金属工件表面后，会引起金属表面颗粒的微小振动，使金属表面颗粒间的原子间距减小。
这种微小振动会引起金属表面颗粒间的原子扩散，从而实现金属原子间的结合。
3. 金属原子扩散：金属表面颗粒间的原子扩散是超声波金属焊接的关键步骤。
在超声波作用下，金属表面颗粒间的原子会发生扩散运动，相互间的结合力得到增强，最终实现金属焊接。
4. 结合效果：通过超声波金属焊接，金属原子间的扩散和结合会形成均匀、牢固的焊接接头。
超声波焊接能够实现金属焊接接头的微
观结构调控，提高焊接接头的质量和强度。
超声波金属焊接具有焊接速度快、焊接接头质量高、焊接过程无污染等优点，被广泛应用于汽车、航空航天、电子等领域。
随着科技的不断发展，超声波金属焊接技术将会得到进一步完善和推广，为金属焊接领域带来新的发展机遇和挑战。
超声波焊接技术的原理与应用
超声波焊接技术的原理与应用在现代工业生产中，焊接技术是一项至关重要的工艺。
而超声波焊接技术作为一种先进的焊接方法，凭借其独特的优势，在众多领域得到了广泛的应用。
超声波焊接技术的原理其实并不复杂。
简单来说，它是通过高频振动产生的能量来实现材料的连接。
这个过程就好像我们快速地用手搓动两个物体，摩擦会产生热量，从而使它们结合在一起。
但超声波焊接的振动频率极高，通常在 20kHz 以上，这种高频振动能够在极短的时间内产生大量的热能，并集中在焊接区域。
在超声波焊接设备中，有一个关键的部件叫做换能器。
它的作用就像是一个能量转换器，将输入的电能转化为机械振动能。
而变幅杆则负责将换能器产生的振动进行放大，并传递到焊接模具上。
焊接模具直接与被焊接的材料接触，将高频振动传递给它们。
当材料受到高频振动时，它们之间的分子会相互摩擦、碰撞，从而产生热量。
这些热量会使材料的接触面迅速熔化，形成一个焊接区域。
同时，在压力的作用下，熔化的材料会相互融合，并在冷却后形成牢固的焊接接头。
超声波焊接技术具有许多显著的优点。
首先，它的焊接速度非常快，通常只需要几秒钟就能完成一个焊接点，大大提高了生产效率。
其次，由于焊接过程中产生的热量相对较少，所以对周围材料的热影响很小，能够有效避免材料的变形和性能下降。
此外，超声波焊接不需要使用额外的焊接材料，如焊条、焊丝等，降低了成本，也减少了材料的浪费。
在汽车制造领域，超声波焊接技术被广泛应用于汽车零部件的生产。
例如，汽车内饰中的塑料件，如仪表盘、门板、座椅等，很多都是通过超声波焊接连接在一起的。
这种焊接方式不仅能够保证连接的强度和稳定性，还能使内饰件的外观更加美观。
在电子行业，超声波焊接也发挥着重要的作用。
像手机、电脑等电子产品中的电池、线路板、连接器等部件，都可以采用超声波焊接进行组装。
由于其焊接精度高，能够满足电子设备对微型化和高性能的要求。
医疗行业同样离不开超声波焊接技术。
一次性医疗器械，如注射器、输液管等，通常采用超声波焊接来保证其密封性和安全性。
金属超声波焊接原理
金属超声波焊接原理一、引言金属超声波焊接是一种常用的金属焊接方法，它利用超声波的振动能量使金属零件发生塑性变形，从而实现焊接。
本文将从超声波焊接的原理、设备和应用等方面进行详细介绍。
二、超声波焊接原理超声波焊接的原理是利用高频振动能量将金属零件的表面摩擦加热，使其达到焊接温度，然后施加一定的压力使金属零件发生塑性变形，最终实现焊接。
具体原理如下：1. 超声波的产生超声波是指频率超过20kHz的声波，它是通过压电晶体的振动产生的。
压电晶体在电场作用下会发生压缩和伸长，从而产生机械振动，进而产生超声波。
2. 超声波的传导超声波在金属中的传导速度较快，传导过程中会发生反射和折射现象。
当超声波传播到金属接触面时，部分能量会被反射回来，而另一部分能量会通过金属传导到达焊接区域。
3. 摩擦加热当超声波传导到达焊接界面时，由于金属材料的摩擦阻力，能量会被转化为热能，从而使金属表面温度升高。
这种摩擦加热的现象可以有效地提高焊接区域的温度，为后续的塑性变形提供条件。
4. 塑性变形当金属表面温度达到一定程度时，施加一定的焊接压力，金属零件会发生塑性变形。
在塑性变形的过程中，金属表面的氧化物和污染物会被挤出，从而使金属接触更紧密，焊接效果更好。
5. 冷却固化在金属零件发生塑性变形后，停止超声波的振动，金属表面温度开始降低，从而使金属重新固化。
这个过程需要一定的时间来保证焊接接头的强度。
三、超声波焊接设备超声波焊接设备主要由超声波发生器、换能器、焊头和控制系统等组成。
1. 超声波发生器超声波发生器是产生超声波的核心部件，它通过电能转换为机械能，从而产生高频振动。
2. 换能器换能器是将超声波的机械振动转换为金属零件的振动能量的装置。
它通常由压电晶体和共振器组成。
3. 焊头焊头是将超声波振动能量传递给金属零件的部件。
它通常由钛合金制成，具有良好的耐磨性和导热性能。
4. 控制系统控制系统用于调节超声波的频率、振幅和焊接时间等参数，以确保焊接质量。
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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。
注意：表中所列仅供参考,因为熟知的变化可导致结果略有差异.。