超聲波焊接技術詳解

超聲波焊接技術詳解

說起熱塑性塑料的可焊接力

，不能不說到超聲波壓合對各種樹脂的要求。其最主要的因素包括聚合物結構
、熔化溫度、柔韌性（硬度）、化學結構。

（1）聚合物結構

非結晶聚合物分子排列無序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化及至流動的溫度（Tg玻璃化溫度）。這類樹脂通常能有效傳輸超音速振動並在相當廣泛的壓力/振幅範圍內實現良好的焊接；半結晶型聚合物分子排列有序
，有明顯的熔點（Tm熔化溫度）和再度凝固點；固(gu)態(tai)的(de)結(jie)晶(jing)型(xing)聚(ju)合(he)物(wu)是(shi)富(fu)有(you)彈(dan)性(xing)的(de)
，能(neng)吸(xi)收(shou)部(bu)分(fen)高(gao)頻(pin)機(ji)械(xie)振(zhen)動(dong)。所(suo)以(yi)此(ci)類(lei)聚(ju)合(he)物(wu)是(shi)不(bu)易(yi)於(yu)將(jiang)超(chao)聲(sheng)波(bo)振(zhen)動(dong)能(neng)量(liang)傳(chuan)至(zhi)壓(ya)合(he)麵(mian)。需(xu)要(yao)很(hen)高(gao)的(de)能(neng)量(liang)（高熔化熱度）才cai能neng把ba半ban結jie晶jing型xing的de結jie構gou打da斷duan從cong而er使shi材cai料liao從cong結jie晶jing狀zhuang態tai變bian為wei粘zhan流liu狀zhuang態tai，這zhe也ye決jue定ding了le這zhe類lei材cai料liao熔rong點dian的de明ming顯xian性xing，熔rong化hua的de材cai料liao一yi旦dan離li開kai熱re源yuan
，溫wen度du有you所suo降jiang低di便bian會hui導dao致zhi材cai料liao的de迅xun速su凝ning固gu。所suo以yi必bi須xu考kao慮lv這zhe類lei材cai料liao的de特te殊shu性xing（例如：高振幅、接合點的良好設計
、與超音夾具的有效接觸、及優良的工作設備）才能取得超聲波焊接的成功。

聚合物：將單體結合在一起的過程稱為“聚合”。聚合物基本可分為兩大類：熱塑性和熱固性。熱塑性材料加熱成型後還可以重新再次軟化和成型，所經曆的隻是狀態的變化而已-這zhe種zhong特te性xing決jue定ding了le熱re塑su性xing材cai料liao超chao音yin波bo壓ya合he的de適shi應ying性xing。熱re固gu性xing材cai料liao是shi通tong過guo不bu可ke逆ni反fan的de化hua學xue反fan應ying生sheng成cheng的de
，再zai次ci加jia熱re或huo加jia壓ya均jun不bu能neng使shi已yi成cheng型xing的de熱re固gu性xing產chan品pin軟ruan化hua，所suo以yi傳chuan統tong上shang一yi直zhi認ren為wei熱re固gu性xing材cai料liao是shi不bu適shi合he使shi用yong超chao音yin波bo的de。 

（2）熔化溫度

聚合物的熔點越高
，其焊接所需的超聲波能量越多。硬度（彈力係數） 材料的硬度對其是否能有效傳輸超音速振動是很有影響的。總的說來

，愈硬的材料其傳導力愈強。

超聲波焊接機的工作原理: 超聲波焊接裝置是通過一個電晶體功能設備將當前50/60Hz的電頻轉變成20KHz或40KHz的(de)電(dian)能(neng)高(gao)頻(pin)電(dian)能(neng)，供(gong)應(ying)給(gei)轉(zhuan)換(huan)器(qi)。轉(zhuan)換(huan)器(qi)將(jiang)電(dian)能(neng)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)用(yong)於(yu)超(chao)聲(sheng)波(bo)的(de)機(ji)械(xie)振(zhen)動(dong)能(neng)，調(tiao)壓(ya)裝(zhuang)置(zhi)負(fu)責(ze)傳(chuan)輸(shu)轉(zhuan)變(bian)後(hou)的(de)機(ji)械(xie)能(neng)至(zhi)超(chao)聲(sheng)波(bo)焊(han)接(jie)機(ji)的(de)焊(han)頭(tou)。 焊頭是將機械振動能直接傳輸至需壓合產品的一種聲學裝置。振動通過焊接工作件傳給粘合麵振動磨擦產生熱能使塑膠熔化， 振動會在熔融狀態物質到達其介麵時停止，短暫保持壓力可以使熔化物在粘合麵固化時產生個強分子鍵
， 整個周期通常是不到一秒種便完成，但是其焊接強度卻接近是一塊連著的材料。

超聲波將配件的一部分熔化再組成一個塑料的突起部位或塑料管或其它擠出配件。這種方式的優勢在於處理的快速、較小的內壓、良好的外觀及對材料本性的克服。