随着材料工业的飞速发展，重量轻，摩擦小，耐腐蚀，易加工的塑料和金属复合材料的应用引起了人们的关注。各种塑料产品已经渗透到人们日常生活的各个领域，并且还广泛用于航空，船舶，汽车，电器，包装，玩具，电子，纺织和其他行业。然而，由于注射成型工艺的局限性和其他因素，形状复杂的塑料制品中有相当一部分无法一次注射成型，这需要粘合，并且已经使用了塑料粘合和热封工艺多年来相当落后，不仅效率低下，而且粘结力强。该剂还具有一定的毒性，引起环境污染和劳动保护等问题。传统工艺已不再适合现代塑料工业的发展需求，因此一种新型的塑料加工技术-超声波塑料熔接以其高效，高质量，美观，节能等优点而著称。在熔接塑料产品时，超声波熔接机无需添加任何粘合剂，填充剂或溶剂，也无需消耗大量热源。具有操作简单，熔接速度快，熔接强度高，生产效率高的优点。因此，超声波熔接技术被越来越广泛地使用。

一、超声波熔接机的工作原理

超声波作用在热塑性塑料*的塑料接触表面上时，每秒将产生数以万计的高频振动。这种具有一定幅度的高频振动会将超声波能量通过上部焊件传递到熔接区。也就是说，两个焊缝之间的界面处的声阻很大，因此会产生局部高温。由于塑料的导热性差，它无法及时分布，并且聚集在熔接区域中，这导致两种塑料的接触面快速熔化。添加一定压力后，它将合并为一个。当超声波停止工作时，让压力持续几秒钟使其固化并形成，从而形成牢固的分子链，从而达到熔接的目的。熔接强度可以接近原材料的强度。超声波塑料熔接的质量取决于换能器熔接头的幅度，所施加的压力和熔接时间等三个因素。熔接时间和超声波熔接头压力可以调节，其振幅由传感器和焊头确定。这三个量彼此具有合适的值。当能量超过适当值时，塑料的熔化量大，并且熔接材料容易变形；如果能量小，则不易牢固熔接，施加的压力也不能大。该最佳压力是熔接部分的边长与每1 mm边缘的最佳压力的乘积。

二、超声波塑料熔接的方法

1.熔接方法的超声波振动通过熔接头将超声波传导到焊件。由于在两个焊件处的大声阻抗，会产生局部高温，并且熔接界面熔化。在一定压力下，两个焊件可以达到美观，快速，牢固的融合效果。

2.将嵌入方法的螺母或其他金属插入塑料工件中。首先，超声波被传输到金属，金属物体通过高速振动直接嵌入到成型的塑料中，同时塑料熔化，并且在固化后完成嵌入。

3.铆接方法要将金属和塑料或两种不同质量的塑料连接起来，可以使用超声波铆接方法使焊件不易变脆，美观而牢固。

4，点焊法是用小焊头对两个大的塑料制品进行点焊，或将整排有齿焊头直接压在两个塑料工件上，以达到点焊的效果。

5.成型方法使用超声波瞬时熔化和成型塑料工件。当塑料固化时，它可以使金属或其他塑料材料牢固。

6.切除方法采用焊头和底座的特殊设计方法。当刚弹出塑料工件时，将其直接压在塑料分支上，并通过超声波传输达到切除的效果。

三、起声波熔接机的组成及其作用

超声波熔接机由气动传动系统，控制系统，超声波发生器，传感器，刀头和机械装置组成。

1.气动传动系统

包括：过滤器，减压阀，润滑器，换向器，节流阀，气缸等。

工作时，气缸首先驱动冲程缸，以驱动超声换能器振动系统上下移动。中小功率超声波熔接可根据熔接需要调节气压。

2.控制系统

控制系统由时间继电器或集成电路时间计时器组成。主要功能是：首先，它在熔接期间的定时控制下控制气动传输系统的操作以打开气路阀。气缸将熔接头降压，以一定的压力挤压熔接对象，并在熔接后保持一段时间，然后，控制系统使气路阀反向以使熔接头复位。二是控制超声波发生器的工作时间。该系统使整个熔接过程自动化。在操作过程中，只有开始按钮会生成触发脉冲，该脉冲可以自动完成。在这个熔接过程中。整个控制系统的顺序是：电源启动扳机控制信号气动传输系统，气缸将焊头向下加压，并按下熔接触发超声波发生器工作，传输超声波并保持一定的熔接时间以消除超声波传输并继续保持一定的减压时间，焊头开始回升，熔接结束。

3、超声波发生器

1）大功率超声波熔接机，发生器信号采用锁频自动跟踪电路，使发生器输出的频率与换能器的谐振频率基本一致。

2）功率在500W以上的超声波熔接机使用的发电机采用自激功率振荡器，具有一定的频率跟踪能力。

4、超声波熔接机使用的声学系统

1）换能器

超声波熔接机的音响系统包括三个部分：1驱动部分2固定部分3工作部分。在以上三个部分中，驱动是核心，通常使用螺栓夹紧的纵向振动传感器。其中，半波长纵向振荡器和四分之一波长纵向振荡器以及半波长纵向振荡器和半波长聚光器同相。该连接构成了一个全波长塑料熔接换能器，并且四分之一波长纵向振荡器连接到四分之一波长集中器以形成一个半波长换能器。

2）刀头

对于不同的熔接对象，需要使用不同的刀头。无论是近场熔接还是透射熔接，只有半波长工具头才能使熔接端面达到最大振幅。

有两种类型的刀头，一种带振幅放大，一种不带振幅放大。超声波熔接机的音响系统工具头通常由铝合金制成，其端面涂有硬质合金。当功率大时，它也由钛合金材料制成。结果，这种材料的疲劳强度是铝合金的两倍以上。

四、超声波熔接机的型号和规格

由于场合和熔接材料的不同，超声波熔接机具有不同的熔接尺寸和规格。它的输出功率范围从数十瓦的手动熔接机到千瓦的大型机，范围从15KHz到40KHz。深圳市时代超声波设备有限公司研制生产的15KHz，20KHz超声波塑料熔接机是一种使用更广泛的机型，输出功率在1000W-4000W之间，工作频率为15KHz，20KHz，重量轻，质量好。它是塑料行业首选的超声波塑料熔接机制造商之一。