首頁資訊技術分享｜深入了解超聲波焊接工藝

技術分享｜深入了解超聲波焊接工藝

來源：泰然健康網時間：2025年08月12日 11:06

超聲波焊接技術詳解

超聲波焊接，一種高效的連接工藝，通過高頻振動將兩個物體緊密結合。其工作原理是利用高能超聲波在固態(tài)材料中傳播，使接觸面迅速軟化并去除空氣，實現(xiàn)牢固的焊接效果。這一技術廣泛應用于塑料、金屬等材料的連接，具有高效、環(huán)保、成本低廉等諸多優(yōu)點。接下來，我們將深入探討超聲波焊接的原理、應用及發(fā)展前景。

超聲波焊接的概念與原理

超聲波焊接，這一高效的連接工藝，是利用超聲波的振動頻率來產生熱能。當兩個塑膠件在焊接界面接觸摩擦時，熱能會使這些塑膠件熔融，從而緊密地固定在一起。這種焊接方式既快速又干凈，能夠滿足高強度的塑膠件裝配需求，因此被廣泛應用于多種類型的塑膠件裝配中，成為一種不可或缺的先進裝配技術。
其工作原理涉及多個步驟。首先，超聲波發(fā)生器會將50 Hz或60 Hz的電流轉換為15、20、30或40 kHz的電能。隨后，這些被轉換的高頻電能通過換能器進一步轉化為機械運動。最后，這套機械運動通過一套可調幅的裝置傳遞到焊頭，從而實現(xiàn)對兩個塑膠件的焊接。

焊頭將接收到的超聲波振動能量精準地傳遞至待焊接的塑膠件接觸界面。在這一特定區(qū)域，振動能量通過摩擦作用高效轉化為熱能，促使塑料材料熔化。焊接完成后，通過短暫的維持壓力，確保兩塑膠件以牢固的分子連接方式凝固成一個整體。

超聲波焊接的顯著優(yōu)勢

高效快速：多數超聲波焊接過程能在0.1至0.5秒內迅速完成，顯著提升焊接速度。

成本節(jié)約：由于高效作業(yè)，減少了人工成本，同時節(jié)省了大量夾具、粘合劑或機械緊固件等輔助材料，使得超聲波焊接成為經濟高效的塑膠件裝配方法。

卓越強度：超聲波焊接的強度極高，可達到塑膠件本體強度的80%以上，確保連接的穩(wěn)固性。

美觀焊點：其表面質量優(yōu)異，焊點呈現(xiàn)美觀，實現(xiàn)無縫焊接，滿足對產品外觀的高要求。

簡便操作：工序簡潔明了，操作直觀易懂，為自動化焊接提供了可能。

超聲波焊接的局限性

材料的限制性
超聲波焊接并非萬能，它不能焊接所有塑料。某些塑料的焊接性能出色，而另一些則較差。此外，超聲波焊接通常僅適用于一種或相似塑料之間的焊接。若兩個塑膠件的材料不同，超聲波焊接往往難以奏效。因此，在選擇超聲波焊接工藝后，零件材料的選擇需謹慎。

不可拆卸性
超聲波焊接是一種不可拆卸性連接方式，一旦兩個零件經過焊接裝配成一體，若發(fā)現(xiàn)質量問題，零件無法進行返工。

零件大小和形狀的限制
中小型塑膠件更適合超聲波焊接，其尺寸一般小于250mm×300mm。對于尺寸較大的零件，可能需要分多次進行焊接，且效果可能不甚理想。同時，超聲波焊接更適用于形狀單一的塑膠件，復雜形狀的塑膠件焊接質量可能較低。

零件結構強度的限制
超聲波焊接過程中，其強大能量有可能導致塑膠件因強度不足而損壞，同時也可能損害產品內部的其他零部件。因此，在產品設計階段，應增強塑膠件及其他零部件的強度，或將其遠離焊接區(qū)域，以確保焊接過程的順利進行。

其他超聲波焊接方法

除了上述提到的局限性，超聲波焊接還有一些其他方法值得探討。這些方法可能能夠克服某些限制，提高焊接質量或適用性。然而，具體采用哪種方法，還需要根據實際情況和需求來決定。

點焊法：通過小型焊頭，將大型塑料制品的特定點位進行焊接，或者采用整排齒狀焊頭直接與塑料工件相壓，從而實現(xiàn)點焊功能。

埋植法：在塑料工件中埋入螺母或其他金屬件時，可利用超聲波將金屬件與塑料工件相接，通過高速振動使金屬件直接埋入成型塑膠內，同時使塑膠熔化，待其固化后完成埋植過程。

鉚接法：超聲波鉚接技術利用超聲波振動，將塑膠件支柱熔化成特定形狀，從而將塑膠件與其他類型零件緊密結合。此方法廣泛應用于塑膠件與金屬端子、彈片、電路板和FPC等的緊固連接。

成型法：通過超聲波的瞬間熔化作用，將塑料工件熔化成型，待塑料凝固后，可實現(xiàn)與金屬或其他材質塑料的牢固結合。

切除法：利用焊頭及底座的特殊設計，當塑料工件剛射出時，即可直接壓于塑料的枝干上，通過超聲波傳導達到切除的效果。
聯(lián)塑蘇州致力于為全球客戶提供全方位的專業(yè)設計和定制開發(fā)服務。我們的服務涵蓋模具設計開發(fā)、精密注塑、熱熔、印刷、超聲波焊接、LDS技術，以及電氣和機械測試等多個環(huán)節(jié)。此外，我們還提供一站式的復雜零件組裝服務，并確保產品能高效、準確地配送至全球各地。