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超聲波焊接原理

超聲波焊接時一些常見的失效問題

超聲波塑料焊接速度快、無需消耗品，且采購成本相對較低，應(yīng)用十分廣泛。超聲波焊接可實現(xiàn)高強(qiáng)度、外觀美觀、密封的焊接效果。但是在進(jìn)行超聲波焊接時，超聲波焊頭與產(chǎn)品表面接觸，高頻振動會損壞零件表面或破裂。另外，不合理的設(shè)計也會導(dǎo)致焊接效果不佳。靈科超聲波分享以下幾種常見的超聲波焊接失效故障及其預(yù)防方法。

如果零件表面有紋理，這種紋理可能會在焊接過程中熔化。超聲波能量容易集中在較小的接觸表面，帶紋理的表面正好提供。這使零件的紋理面在超聲波振動時熔化。為了避免這種情況，焊頭和零件之間需要放置薄膜/保護(hù)膜作為緩沖層。

當(dāng)超聲波焊頭與零件表面的配合不正確時，零件表面就會發(fā)生壓傷問題。如果零件具有輪廓，那么超聲波焊頭的輪廓必須與零件的輪廓接近，這一點很重要。如果零件和超聲波焊頭的形狀不同，超聲波焊頭會擠壓零件表面局部位置導(dǎo)致壓傷，這類問題特別容易發(fā)生在靠近超聲波焊頭的邊緣位置。為了避免這種問題，超聲波焊頭的邊緣處需要設(shè)計盡可能大的過渡圓角。并且對超聲波焊頭表面進(jìn)行局部打磨或拋光，以更加貼合實際產(chǎn)品。

超聲波焊頭接觸的零件薄時，超聲波振動使零件像薄膜一樣上下振動。這種周期性應(yīng)變會導(dǎo)致零件內(nèi)部發(fā)熱，導(dǎo)致零件中間燒傷。隔離焊頭和零件表面之間的空氣，在超聲波振動下空化也會導(dǎo)致零件表面燒傷。也就是說，超聲波焊頭振動時，空氣迅速壓縮膨脹，迅速加熱到足以燃燒塑料的溫度，會導(dǎo)致部件燒傷。

通常可以使用帶節(jié)點柱塞的焊頭來避免這些影響。如下圖所示，該焊頭內(nèi)部裝有帶彈簧的柱塞。柱塞壓住零件中間，在焊接中起到阻尼器的作用，同時釋放焊頭與零件之間的空氣。

零件在超聲波焊接過程中傳遞振動，任何應(yīng)力集中的區(qū)域都容易受熱。因此，有尖銳的特點可能會在焊接過程中斷裂。因此，我們應(yīng)該通過設(shè)計盡可能大的半徑來避免這種情況。

還有一些導(dǎo)致焊接不均勻的潛在原因。最常見的原因是焊頭與零件接觸不良。超聲波能量以波形式，通過超聲波焊頭與零件接觸進(jìn)入焊接區(qū)域。焊頭與零件接觸不均勻時，傳遞到焊接區(qū)域的超聲波振幅也不均勻。振幅是振動大小的量。振幅變化時，焊接部的熱量也變化，焊接強(qiáng)度也變化。當(dāng)焊縫處于不同高度位置時，也會導(dǎo)致焊縫不均勻。

超聲波能量在通過零件時迅速消散，因此傳播距離的變化也導(dǎo)致焊接不均勻。此外，當(dāng)導(dǎo)能筋的高度或焊縫的剪切量在整個部件中不同時，焊接強(qiáng)度也會不同。最后，確保焊頭和焊縫之間的零件設(shè)計沒有間隙。因為超聲波不會通過空氣傳播。

公司圖

靈科超聲波源于1993年，一直致力于高性能的超聲波塑焊設(shè)備研發(fā)、制造，廣泛運用在塑料、無紡布、包裝、打印耗材、醫(yī)療、電子電器、汽車等多個領(lǐng)域，為客戶供應(yīng)珠海超聲波、東莞超聲波焊接機(jī)、中山超聲波塑焊機(jī)、陽江超音波設(shè)備清洗機(jī)等、根據(jù)廠家需求定制非標(biāo)設(shè)備。