一、超聲波焊接原理
超聲(sheng)波焊接(jie)是利用高頻振動(dong)波傳遞到兩個需焊接的物(wu)體表(biao)面(mian)，在加壓的情況下，使兩個物(wu)體表(biao)面(mian)相互摩(mo)擦而形(xing)成分(fen)子層之間的熔合。
一套超聲波焊接系統的主(zhu)要組件包括：
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超聲波發生器/換能器/變幅桿/焊頭三聯組/模具和機架。
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超(chao)聲波(bo)焊接是通過超(chao)聲波(bo)發生(sheng)器(qi)將50/60Hz電流轉換成15、20、30或40 kHz電能。被轉換的高頻電能通過換能器再次被轉換成為同等頻率的機械運動，隨后機械運動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部，在該區域，振動能量被通過摩擦方式轉換成熱能，將需要焊接的部件區域熔化。超聲波不僅可以被用來焊接金屬、硬熱塑性塑料，還可以加工織物和薄膜等。本篇文章主要介紹金屬和塑料焊接兩種。
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01 超聲(sheng)波(bo)金屬焊接原理
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超聲波金(jin)屬(shu)焊接原(yuan)理是(shi)利用(yong)超聲頻率(lv)（超過16kHz ）的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力之下，將框框振動能量轉變為工件間的摩擦功、形變能及有限的溫升。接頭間的冶金結合是母材不發生熔化的情況下實現的一種固態焊接．因此它有效地克服了電阻焊接時所產生的飛濺和氧化等現象。超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接。可廣泛應用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。
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02 超聲波塑料焊接原理
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超(chao)聲波(bo)作(zuo)用于(yu)(yu)熱塑(su)性(xing)(xing)的(de)(de)塑(su)料(liao)(liao)接(jie)觸(chu)面(mian)時(shi)，會產生每(mei)秒幾萬次的(de)(de)高頻(pin)振(zhen)動，這(zhe)(zhe)種(zhong)達到一(yi)定(ding)振(zhen)幅的(de)(de)高頻(pin)振(zhen)動，通(tong)過上焊(han)件把超(chao)聲能(neng)(neng)量傳(chuan)送到焊(han)區(qu)，由(you)于(yu)(yu)焊(han)區(qu)即兩個(ge)焊(han)接(jie)的(de)(de)交界(jie)面(mian)處(chu)聲阻大，因此會產生局(ju)部高溫。又由(you)于(yu)(yu)塑(su)料(liao)(liao)導熱性(xing)(xing)差，一(yi)時(shi)還不能(neng)(neng)及時(shi)散發，聚集在焊(han)區(qu)，致(zhi)使兩個(ge)塑(su)料(liao)(liao)的(de)(de)接(jie)觸(chu)面(mian)迅速(su)熔化，加上一(yi)定(ding)壓力(li)后，使其融合成(cheng)(cheng)一(yi)體。當超(chao)聲波(bo)停止作(zuo)用后，讓壓力(li)持續幾秒鐘，使其凝固成(cheng)(cheng)型，這(zhe)(zhe)樣就形成(cheng)(cheng)一(yi)個(ge)堅固的(de)(de)分子鏈，達到焊(han)接(jie)的(de)(de)目的(de)(de)，焊(han)接(jie)強度能(neng)(neng)接(jie)近(jin)于(yu)(yu)原材料(liao)(liao)強度。
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超(chao)聲波(bo)塑料焊(han)接(jie)的好壞(huai)取決(jue)于換能(neng)器(qi)焊(han)頭的振(zhen)幅，所(suo)(suo)加壓(ya)力(li)及(ji)焊(han)接(jie)時(shi)間等三(san)個因(yin)素，焊(han)接(jie)時(shi)間和(he)焊(han)頭壓(ya)力(li)是可以調節的，振(zhen)幅由(you)換能(neng)器(qi)和(he)變(bian)幅桿決(jue)定。這(zhe)三(san)個量(liang)相互(hu)作用有個適宜(yi)值，能(neng)量(liang)超(chao)過適宜(yi)值時(shi)，塑料的熔解量(liang)就大，焊(han)接(jie)物易變(bian)形；若能(neng)量(liang)小，則不(bu)易焊(han)牢，所(suo)(suo)加的壓(ya)力(li)也不(bu)能(neng)太大。這(zhe)個最(zui)佳壓(ya)力(li)是焊(han)接(jie)部分的邊(bian)(bian)長與邊(bian)(bian)緣每1mm的最佳壓力之積。? ? ? ??
二(er)、超音波的熔(rong)焊(han)應用方法
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01 熔接(jie)法
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以(yi)超(chao)音波超(chao)高(gao)頻(pin)率振(zhen)動的(de)(de)(de)焊頭(tou)在適度壓力下，使二塊塑膠的(de)(de)(de)接(jie)合(he)(he)面產生摩擦(ca)熱而(er)瞬間熔(rong)融接(jie)合(he)(he)，焊接(jie)強度可與本體媲(pi)美，采用合(he)(he)適的(de)(de)(de)工件和合(he)(he)理的(de)(de)(de)接(jie)口設(she)計，可達到(dao)水密及氣密，并免除采用輔助品(pin)所帶來的(de)(de)(de)不便，實現(xian)高(gao)效清(qing)潔的(de)(de)(de)熔(rong)接(jie)。
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02 埋植(zhi)
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借著(zhu)焊頭之傳道及適當之壓力(li)，瞬間將金屬零件(jian)（如螺母、螺桿等）擠入(ru)預留入(ru)塑膠孔內，固定在一定深度，完成(cheng)(cheng)后無論拉力(li)、扭力(li)均可(ke)媲美(mei)傳統模具(ju)內成(cheng)(cheng)型之強度，可(ke)免除(chu)射出(chu)(chu)模受損及射出(chu)(chu)緩慢之缺點(dian)。
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03 鉚焊
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鉚(liu)焊法指(zhi)的是振動的焊頭壓(ya)制物品的突起處使(shi)其(qi)熱熔(rong)為鉚(liu)釘狀(zhuang)，從而使(shi)兩物體機械鉚(liu)合
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04 點(dian)焊
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點焊(han)(han)指的(de)是對于焊(han)(han)線不易(yi)設計的(de)物體進行分點焊(han)(han)接，同樣可達到(dao)熔接效(xiao)果。
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05 成型
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本方法與鉚焊(han)法類(lei)似(si)，將凹(ao)狀的焊(han)頭壓著(zhu)于塑膠品(pin)外圈，焊(han)頭發出超(chao)音(yin)波超(chao)高頻(pin)振動后將塑膠溶融成形而包(bao)覆于金屬物(wu)件(jian)使(shi)其固定，且外觀光滑美觀、此方法多使(shi)用在電子類(lei)、喇叭之(zhi)固定成形，及(ji)化妝品(pin)類(lei)之(zhi)鏡片固定等。
三、焊接優(you)點
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01 超聲波(bo)金屬焊接(jie)優點
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a、焊(han)接材料不熔融，不脆(cui)弱金屬特性(xing)。
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b、焊接后導電(dian)性好，電(dian)阻(zu)系數極(ji)低(di)或(huo)近(jin)乎零。
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c、對(dui)焊接(jie)金屬(shu)表(biao)面(mian)要(yao)求低，氧化或電鍍均可焊接(jie)。
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d、焊(han)(han)接時(shi)間(jian)短(duan)，不需任何助焊(han)(han)劑、氣(qi)體、焊(han)(han)料。
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e、焊接無火花，環保(bao)安全。
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02 超聲波塑(su)料焊接優點
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a、焊(han)接(jie)速度快(kuai)，焊(han)接(jie)強(qiang)度高、密封性(xing)好(hao)；
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b、取代傳(chuan)統的焊接(jie)(jie)/粘接(jie)(jie)工(gong)藝，成本低廉，清潔無污染且不會損傷工(gong)件(jian)；
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c、焊接過程(cheng)穩定，所有焊接參數(shu)均可通過軟件系統進(jin)行跟蹤(zong)監(jian)控，一旦發現故障很容易進(jin)行排除和(he)維(wei)護。
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四、適(shi)用產品
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1）、鎳氫電池(chi)鎳氫電池(chi)鎳網與鎳片互(hu)熔(rong)與鎳片互(hu)熔(rong)。
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2）、鋰(li)電池(chi)、聚合物電池(chi)銅箔與鎳(nie)片互熔，鋁箔與鋁片互熔。
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3）、電線(xian)互熔，偏結(jie)成一(yi)條與多條互熔。
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4）、電線與各種電子元件、接點(dian)、連接器互熔。
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5）、各種家電用品、汽車用品的(de)大型散熱(re)座、熱(re)交換(huan)鰭片、蜂巢心的(de)互(hu)熔。
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6）、電(dian)磁開關、無熔絲開關等大電(dian)流(liu)接點，異種(zhong)金屬片的互熔。
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7）、金(jin)屬管的(de)封尾(wei)、切斷水、氣(qi)密。
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五、應用前景
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針(zhen)對所有的應用市(shi)場(chang)，超音(yin)波焊接其特(te)有的優點(dian)--快捷、高效、清潔和牢固，贏得了各行各業的認可。
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1）汽車：（交通業）超(chao)(chao)音(yin)波可通過(guo)計(ji)算機程序控(kong)制來實施對大(da)件(jian)和不規則工件(jian)的焊接(jie)如(ru)：保險杠、前后門、燈(deng)具、剎車(che)(che)燈(deng)等(deng)(deng)。隨著高(gao)等(deng)(deng)級道路的發展，反(fan)光片也越(yue)來越(yue)多的采用(yong)超(chao)(chao)音(yin)波焊接(jie)。特別是(shi)這兩年興起的新能源(yuan)汽車(che)(che)行業也開始廣(guang)泛應用(yong)，如(ru)電池(chi)領域等(deng)(deng)。
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2）家電：通過適當的(de)調整可用于：手提日(ri)光燈罩，蒸氣(qi)熨門、電(dian)(dian)視(shi)機(ji)外殼(ke)、收錄(lu)、音機(ji)透明面板、電(dian)(dian)源整流器、電(dian)(dian)視(shi)機(ji)殼(ke)螺絲固定座、減(jian)蚊燈殼(ke)、洗衣機(ji)脫水槽(cao)等需要密封、牢(lao)固和(he)美觀的(de)家(jia)電(dian)(dian)產品(pin)。
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3）包裝：軟管的封口，特殊打包(bao)帶的連接。
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4）玩(wan)具業：由于采用了超音波技術使(shi)產(chan)品清(qing)潔、高(gao)效、牢固(gu)，免除使(shi)用螺絲、粘合劑、膠水或其他輔助(zhu)品，降低了生(sheng)產(chan)成本(ben)，使(shi)企(qi)業(ye)在市場的競爭力(li)大(da)(da)大(da)(da)增(zeng)強。
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5）電子：運(yun)用自動(dong)化(hua)方(fang)案設計使(shi)用戶達(da)到規模化(hua)生產，同時確保產品(pin)之品(pin)質需求(qiu)。
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6）其他商業用途：從通訊器材，電腦行業、打印設(she)備(bei)到音(yin)像制品等，均可(ke)采用明(ming)和超音(yin)波設(she)備(bei)，他給您(nin)帶來(lai)了簡捷、清(qing)潔、高效的(de)生產方式，為您(nin)帶來(lai)更多的(de)機會(hui)。
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