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我們都知道塑料超聲波的焊接技術(shù)由美國首次提出。近幾十年以來，隨著塑料及復合材料大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中以及電子工業(yè)的飛速發(fā)展和新型大功率換能器的出現(xiàn)，塑料超聲波塑焊機以其焊接速度快、焊縫質(zhì)量好、易于自動化、適合于大批生產(chǎn)等優(yōu)勢得到了極為廣泛的應(yīng)用并成為最常用的塑料焊接方法。

1、超聲波焊接原理及過程

超聲波焊接機的基本原理是利用超聲頻機械振動（頻率為10~70kHz，振幅為1~250μm）作用于塑料零件，使其在壓力下產(chǎn)生局部加熱（發(fā)熱是由于表面和分子間摩擦綜合作用的結(jié)果）和熔化而形成焊縫。

如圖1所示，超聲波焊接過程分為4個階段：

第1階段：焊頭與零件接觸，施壓并開始振動。摩擦發(fā)熱量熔化導能筋，熔液流入結(jié)合面。隨著兩零件之間距離的減少，焊接位移量（兩零件之間由于熔體流動產(chǎn)生的距離減小值）開始增加。起初焊接位移量快速增加，然后在熔化的導能筋鋪展并接觸下零件表面時放慢增速。在固態(tài)摩擦階段，發(fā)熱是由于兩表面之間的摩擦能和零件中的內(nèi)摩擦產(chǎn)生的。摩擦發(fā)熱使聚合物材料升溫至其熔點。發(fā)熱量取決于作用頻率、振幅和壓力。

第2階段：熔化速度增加導致焊接位移量增大及兩零件表面相接觸。此階段形成薄的熔化層，由于持續(xù)發(fā)熱，熔化層厚度增加。此階段的熱量是由黏性耗散產(chǎn)生。

第3階段：焊縫中溶液層厚度保持不變且伴隨著恒溫分布，出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)熔化。

第4階段：在經(jīng)過設(shè)定的時間或達到特定的能量、功率級或距離之后，電源切斷，超聲振動停止，開始進入第4階段。壓力得以保持，使部分額外熔液擠出結(jié)合面。在焊縫冷卻和凝固時達到最大位移量，并發(fā)生分子間擴散。