超声波焊接理论特点—振动与传导

超声波焊接原理超声波焊接原理：当超声波作用于热塑性塑料的接触表面时，每秒会产生数万次高频振动。高频振动达到一定范围。超声波能量通过上部焊件传递到焊接区域。由于焊接区域（即两个焊缝之间的界面）阻抗大，会产生局部高温。


由于塑料的导热性差，它们不能及时分布，而是聚集在焊接区域，导致两种塑料的接触面迅速熔化，并且一定的压力使它们结合在一起。

当超声波停止时，让压力持续几秒钟，使其凝固成固体分子链，从而达到焊接的目的。焊接强度可以接近原材料的强度。超声波塑料焊接的质量取决于探头的振幅、施加的压力和焊接时间。焊接时间和压头可调，振幅可由传感器和振幅改变。操纵杆决定。这三个量的相互作用有一个适当的值。当能量超过适当值时，塑性熔化量大，焊件容易变形。


能量小，焊接不易牢固，施加压力不太大。最佳压力是焊件边缘长度和每1mm边缘的最佳压力的乘积。超声波焊接的原理是在超声波焊接中使用超声波频率（大于16KHz）。金属不会向工件传递电流或对工件的温度热源施加高压。只有在静压作用下，车架的振动能量才能转化为摩擦功、变形能和工件间的有限温升。


接头间的冶金结合是在电阻焊条件下，母材不熔化而实现的固态焊接。有效地克服了电阻焊过程中的飞溅和氧化现象。超声波金属焊机可用于铜、银、铝、镍等有色金属的单点焊接、多点焊接和短棒焊接。广泛用于晶闸管引线、保险丝、电线、锂电池接线片的焊接。


几乎所有的焊接都涉及到两个焊接零件焊接端面上的分子运动，使它们相互扩散和缠绕。例如，我们的超声波焊接利用焊接接头的高频振动，两个焊接部件之间的高频摩擦将机械能转化为热能，从而溶解两个焊接表面上的分子，恢复其活性。

然后，在外力的作用下，分子相互缠绕，达到焊接的目的。502粘合剂，或者我们通常使用的其他粘合剂，是腐蚀性很强的液体，它可以使焊接表面的分子膨胀并恢复其活性，然后使分子相互缠绕，借助外力达到焊接的目的。这不难理解。焊接是一个分子相互交织的过程。


同样的超声波焊接理论基础也有着共同的立模原理。我们都知道在寒冷的天气里，你搓手掌时会有热的感觉。摩擦越快，温度越高。

这种摩擦与速度和介质之间的摩擦产生的热量成正比。在超声波速度与橡胶件的摩擦中，也会产生高于材料熔点的温度。然而，高于材料熔点的温度不是自然产生的，而是通过一系列的作用产生的。


首先，对由振动器和扩锥组成的振动系统产生功率信号，振动频率为15000-20000次/秒。此时，如果用手触摸，可以感觉到温度约为60-80℃（受超声波机输出功率的影响），塑料如ABS的熔点至少为120℃。当然，这个温度不能焊接，所以一定要安装喇叭，特殊的超声波模具，把温度放大1-4倍（取决于塑料的熔点和材料特性）。

但是，我们会发现为什么超声波上模一般设计为底部大直径和端部小直径？这就像我们小时候玩水管，把出水口端挤成一个小洞。水会变得更浓，喷得更远吗？这就是扩展集群的原理。此时，应结合气压等动力源进行塑性焊接。超声波焊接理论就是这样。


当然，如何用塑料材料（介质）来引导超声波的速度（频率）、我们塑料制品中摩擦产生的温度，从而成为我们所需要的，这方面的知识分为三类，即模具制造、模具安装技能和焊接加工条件设置！这些技术都是基于超声波焊接的特点，以“振动与传导”理论为设计依据。