市場(chǎng)產(chǎn)品加工的會(huì)有不同的方式，如焊接加工、機(jī)械加工、熱加工等，加工方式都是產(chǎn)品來(lái)的，焊接加工又有超聲波焊接加工、電焊接加工，這兩種加工方式是使用的設(shè)備，過(guò)程是一樣的，今天就來(lái)聊聊其中一種，接下來(lái)看看超聲波焊接加工過(guò)程，這5個(gè)因素會(huì)影響到加工。

　　超聲波焊接的基本原理是將高頻電能轉(zhuǎn)化為高頻振動(dòng)機(jī)械能，這種往復(fù)振動(dòng)傳遞到熱塑性塑料和金屬，在塑料和塑料、塑料和金屬，金屬和金屬界面處產(chǎn)生摩擦和熱量。

　　在超聲波焊接中，摩擦產(chǎn)生熱量并將兩個(gè)材料表面熔合在一起。在超聲波鉚接中，喇叭引導(dǎo)熔融塑料流以形成并壓縮零件。在超聲波螺母設(shè)置中，喇叭將金屬螺母驅(qū)動(dòng)到塑料中。

　　超聲波焊接系統(tǒng)包括不同頻率（15Khz至50Khz）、不同功率（600W至4800W）、不同類型如空氣超聲波焊機(jī)、伺服超聲波焊機(jī)、手持式焊機(jī)、非焊機(jī)等多種配置選擇，包括標(biāo)準(zhǔn)焊機(jī)、金屬超聲波焊機(jī)等

　　另外，超聲波焊接的成功與否還受到許多因素的影響，包括模具（包括上焊頭和下下模）、頻率、材料、焊縫設(shè)計(jì)、焊接參數(shù)以及零件的注塑成型，本文介紹了五個(gè)主要因素。

　　1、焊接系統(tǒng)頻率

　　超聲波焊接系統(tǒng)的常見(jiàn)頻率有15Khz、20Khz、30Khz、35Khz和40Khz。應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品尺寸、內(nèi)部零件類型、強(qiáng)度、外觀等要求選擇合適的焊接頻率。一般來(lái)說(shuō)，可以參考以下原則：

　　焊接用高頻40Khz焊機(jī)用于焊接小型精密電子產(chǎn)品（包括PCB板和微型電子元件），40Khz焊機(jī)的振幅較小，焊接壓力也可以降到很低，從而避免對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部電子元件的損壞。

　　適用于表面外觀要求A 級(jí)的小型產(chǎn)品，我們采用40Khz焊機(jī)進(jìn)行焊接，振幅和壓力較小，改善了外觀。

　　我們使用15Khz或20Khz低頻焊機(jī)來(lái)焊接中型和大型零件。

　　PP等軟質(zhì)材料及剛性較低的薄壁制品采用低頻大振幅15Khz焊機(jī)進(jìn)行焊接。

　　對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)焊接，即焊頭距離焊縫較遠(yuǎn)，例如距離焊縫12mm以上時(shí)，采用低頻、大振幅15Khz焊機(jī)進(jìn)行焊接。

　　20Khz焊機(jī)適合焊接大多數(shù)中小型產(chǎn)品，也是當(dāng)今應(yīng)用廣泛的超聲波頻率。

　　2、材料

　　對(duì)于塑料的超聲波焊接，僅適用于焊接熱塑性塑料。因?yàn)樗谝欢囟确秶鷥?nèi)可以熔化。另一方面，熱固性塑料不能用超聲波焊接，因?yàn)樗鼈冊(cè)诩訜釙r(shí)會(huì)變質(zhì)。

　　熱塑性塑料的可焊性取決于材料的剛度或模量、密度、摩擦系數(shù)、導(dǎo)熱率、比熱容、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg或熔化溫度Tm。

　　一般來(lái)說(shuō)，硬塑料更容易傳遞振動(dòng)能量，因此表現(xiàn)出更好的遠(yuǎn)場(chǎng)焊接性能。低模量的軟塑料會(huì)抑制超聲波振動(dòng)，使其更難以焊接。超聲波鉚接和點(diǎn)焊則相反：塑料越軟，越容易鉚接和點(diǎn)焊。

　　塑料一般分為非晶態(tài)和結(jié)晶態(tài)，非晶態(tài)塑料很容易進(jìn)行超聲波焊接，因?yàn)槌暡芰亢苋菀自诜蔷B(tài)材料內(nèi)傳輸。焊接結(jié)晶塑料需要更大的振幅和能量，因?yàn)槌暡芰吭诮Y(jié)晶材料中傳輸性較差，并且還需要仔細(xì)的焊接設(shè)計(jì)。

　　可以進(jìn)一步影響可焊性的因素包括水分含量、脫模劑、潤(rùn)滑劑、增塑劑、填料增強(qiáng)劑、顏料、阻燃劑、其他添加劑以及實(shí)際的樹(shù)脂等級(jí)。另請(qǐng)注意，不同的材料具有不同程度的兼容性。某些材料的某些牌號(hào)在某種程度上是兼容的，而其他牌號(hào)則不兼容。

　　后面，我們還需要考慮焊縫是近場(chǎng)焊縫還是遠(yuǎn)場(chǎng)焊縫。如果焊頭接觸零件與焊肋之間的距離小于6mm，則稱為近場(chǎng)焊接。6mm以上，稱為遠(yuǎn)場(chǎng)焊接。距離越長(zhǎng)，振動(dòng)阻尼越大，焊接難度越大。

　　3、焊接接頭設(shè)計(jì)

　　影響超聲波焊接重要的因素是接頭設(shè)計(jì)，工程師需要在設(shè)計(jì)階段仔細(xì)考慮和評(píng)估零件。焊接接頭有多種設(shè)計(jì)，每種設(shè)計(jì)都有自己的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，您選擇哪種設(shè)計(jì)取決于塑料類型、零件幾何形狀、焊接要求、注塑能力和外觀要求。

　　4、工裝和焊頭

　　一般情況下，客戶選擇與焊機(jī)相同品牌的工裝和焊頭。事實(shí)上，如果焊頭頻率與設(shè)備頻率相同，您可以自由選擇其他品牌的工具和焊頭。

　　焊頭材質(zhì)可選擇鋁合金、鈦合金、硬質(zhì)合金鋼。模具材料可選擇鋁合金、不銹鋼、樹(shù)脂模具。材料選擇的方法一般應(yīng)考慮塑料的種類、材料中玻璃纖維的含量、接頭的結(jié)構(gòu)和尺寸、焊縫的強(qiáng)度、使用壽命等。例如，硬質(zhì)合金鋼喇叭是延長(zhǎng)使用壽命的不錯(cuò)選擇。

　　超聲波焊接頭可以通過(guò)FEA（有限元分析）進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，這使得工程師能夠在實(shí)際生產(chǎn)之前評(píng)估焊頭振動(dòng)和應(yīng)力，好的喇叭設(shè)計(jì)具有均勻的輸出幅度和很小的應(yīng)力，優(yōu)化前的焊頭設(shè)計(jì)，振幅輸出不均勻。右側(cè)的輸出幅度在優(yōu)化后是均勻的。

　　在喇叭的設(shè)計(jì)和制造中需要仔細(xì)考慮對(duì)稱性，喇叭的對(duì)稱性非常重要，不對(duì)稱喇叭會(huì)導(dǎo)致非軸向振動(dòng)，徑向振動(dòng)會(huì)大大增加應(yīng)力并導(dǎo)致喇叭故障。

　　良好的工具設(shè)計(jì)也非常重要，該工具有兩個(gè)主要用途：(1) 對(duì)齊焊頭下方的零件，(2) 牢固支撐焊接區(qū)域。剛性支撐有助于將超聲波能量反射回焊縫。因此，工具通常由金屬制成。

　　為了增加焊頭的耐磨性，提高其使用壽命，焊頭表面可進(jìn)行碳化鎢或鍍鉻處理，工具可以分段設(shè)計(jì)，以更好地適應(yīng)產(chǎn)品。

　　5、焊接參數(shù)

　　在焊接過(guò)程中，焊接參數(shù)影響焊接結(jié)果。這些參數(shù)包括振幅、焊接壓力、觸發(fā)壓力、焊接距離和焊接能量。

　　不同類型的塑料需要不同的振幅。幅度可以通過(guò)軟件百分比設(shè)置進(jìn)行微調(diào)，也可以通過(guò)改變幅度調(diào)制器以不同的比例進(jìn)行粗調(diào)，焊接壓力可通過(guò)旋鈕或軟件設(shè)置進(jìn)行調(diào)節(jié)。觸發(fā)壓力是指焊頭按壓產(chǎn)品，當(dāng)壓力達(dá)到一定設(shè)定值時(shí)，設(shè)備開(kāi)始發(fā)射超聲波，該值可以通過(guò)旋鈕或軟件設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。

　　超聲波焊接過(guò)程有多種控制方法。

　　設(shè)置時(shí)間焊接模式，即超聲波焊接的時(shí)間。

　　設(shè)置距離焊接模式（位置焊接模式），即焊縫的距離或位置。

　　能量焊接模式是設(shè)置焊接能量的模式。

　　不同的產(chǎn)品適用于不同的焊接方式。例如，薄板焊接采用能量焊接模式，尺寸公差較大的產(chǎn)品采用距離焊接模式，高度公差要求的產(chǎn)品采用定位焊接模式。

　　此外，如果需要，可以監(jiān)控焊接過(guò)程的所有參數(shù)，并可以設(shè)置參數(shù)化零件間距，以避免意外出現(xiàn)缺陷零件。

　　綜上所述，在超聲波焊接加工過(guò)程有這個(gè)5個(gè)因素，會(huì)受到影響，分別是：焊接系統(tǒng)頻率、材料、焊接接頭設(shè)計(jì)、工裝和焊頭、焊接參數(shù)。