1、聚合物結(jié)構(gòu):

非結(jié)晶聚合物分子排列無序、有明顯的使材料逐步變軟、熔化 及至流動的溫度(Tg玻璃化溫度)。這類樹脂通常能有效傳輸超音速振動并在相當廣泛的壓力/振幅范圍內(nèi)實現(xiàn)良好的焊接。

半結(jié)晶型聚合物分子排列有序，有明顯的熔點(Tm熔化溫度)和再度凝固點。固態(tài)的結(jié)晶型聚合物是富有彈性的，能吸收部分高頻機械振動。所以此類聚合物是不易于將超聲波振動能量傳至壓合面，幫要求更高的振幅。需要很高的能量(高熔化熱度)才能把半結(jié)晶型的結(jié)構(gòu)打斷從而使材料從結(jié)晶狀態(tài)變?yōu)檎沉鳡顟B(tài)，這也決定了這類材料熔點的明顯性，熔化的材料一旦離開熱源，溫度有所降低便會導致材料的迅速凝固。所以必須考慮這類材料的特殊性(例如:高振幅、接合點的良好設(shè)計、與超音夾具的有效接觸、及優(yōu)良的工作設(shè)備)才能取得超聲波焊接的成功。

2、熔化溫度

聚合物的熔點越高，其焊接所需的超音波能量越多.

3、硬度(彈力系數(shù))

材料的硬度對其是否能有效傳輸超音速振動是很有影響的?？偟恼f來，愈硬的材料其傳導力愈強。

4、 化學結(jié)構(gòu)

超聲粘接是塑膠玩具業(yè)中使用得非常廣泛的一種緊固聯(lián)接的方法，但并非所有的塑膠都可以超聲粘接的。這跟塑膠的性能有關(guān)系，一般來講，非極性化合物(如PP， PE)是很難超聲的，極性化合物是可以超聲的，而且極性化合物之間也是可以超聲的，如PS與PMMA之間是可以超聲的，典型的產(chǎn)品，如望遠鏡系列，望遠鏡的鏡片是PMMA的，而鏡身可能是PS或者ABS，就可直接把PMMA鏡片超聲粘接到PS或者ABS鏡身上，而一般來說，玩具產(chǎn)品中的硬膠使用得多的就是聚苯乙烯(PS)及其改良品種，所以超聲粘接使用得多的就是PS。

1、氣動傳動系統(tǒng)

包括有:過滹器、減壓閥、油霧器、換向器、節(jié)流閥、氣缸等。

工作時首先由空壓機驅(qū)動沖程氣缸，以帶動超聲換能器振動系統(tǒng)上下移動，動力氣壓在中小功率的超聲波焊接中氣壓根據(jù)焊接需要調(diào)定。

2、控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)由時間繼電器或集成電路時間定時器組成。主要功能是:一是控制氣壓傳動系統(tǒng)工作，使其焊接時在定時控制下打開氣路閥門，氣缸加壓使焊頭下降，以一定壓力壓住被焊物件，當焊接完后保壓一段時間，然后控制系統(tǒng)將氣路閥門換向，使焊頭回升復位;二是控制超聲波發(fā)生器工作時間，本系統(tǒng)使整個焊接過程實現(xiàn)自動化，操作時只啟動按鈕產(chǎn)生一個觸發(fā)脈沖，便能自動地完在本次焊接全過程。整個控制系統(tǒng)的順序是:電源啟動一觸發(fā)控制信號，氣壓傳動系統(tǒng)，氣缸加壓焊頭下降并壓住焊觸發(fā)超聲發(fā)生器工作，發(fā)射超聲并保持一定焊接時間，去除超聲發(fā)射，繼續(xù)保持一定壓力時間，退壓，焊頭回升，焊接結(jié)束。

3、超聲波發(fā)生器

(1)功率較大的超聲波塑料焊接機，發(fā)生器信號采用鎖相式頻率自動跟蹤電路，使發(fā)生器輸出的頻率基本上與換能器諧振頻率一致。

(2)功率在500W以上的超聲波塑料焊接機所用發(fā)生器采用自激式功率振蕩器，也具有一定的頻率跟蹤能力。

4、超聲波塑料焊接機使用的聲學系統(tǒng)

(1)換能器

超聲波塑料焊接機用的聲學系統(tǒng)包括三個部分:1驅(qū)動部分2固定部分3工作部分。在以上三個組成部分中，驅(qū)動是核心，一般采用螺栓夾緊的縱向振動換能器，其中半波長縱向振子與四分之一的波長縱向振子，半波長縱向振與半波長聚能器相連接組成一個全波長塑料焊接換能器，而四分之一波長縱向振子與四分之一波長聚能器相連，組成一個半波長換能器。

(2)工具頭

對不同的焊接對象需要有不同工具頭，不管是近場焊接還是傳輸焊接，只有半波長的工具頭才能使焊接端面達到大的振幅。工具頭，有帶振幅放大的和不帶振幅放大的兩種，塑料焊接機用聲學系統(tǒng)工具頭，所用材料通常為鋁合金，其端面鍍硬質(zhì)合金，功率較大時也有用鈦合金材料制成的，該材料疲勞強度比鋁合金高一倍多。

機器工作原理:

將220V/50HZ的電源供電，轉(zhuǎn)變?yōu)?0KHz或15KHz的高壓電能，利用換能器轉(zhuǎn)換成機械能，機械振動經(jīng)二級桿放大經(jīng)焊頭傳遞至被加工物，利用空氣壓力，產(chǎn)生工件接觸面加壓摩擦熔接的效果。

安裝程序:

A:將機架上的三根電纜分別接入底座和發(fā)生器的插座上，并擰緊。

B:安裝好換能器系統(tǒng)，并擰緊固定螺絲。

C:調(diào)整機架高度并擰緊機體固定把手。

D:觀察底座上急停開關(guān)是否復位，如未，請復位。

E:連接好氣源及電源，并接好地線。

F:將焊頭與二級桿之間的接觸面擦拭干凈，在兩個端面上涂抹少量硅油或黃油，將螺桿擰入焊頭一邊擰緊，然后將焊頭與二級桿這宰用螺桿連接，并用板手鎖緊。

G:操作前，請務必做超聲檢測，以確定發(fā)生器頻率與換能器系統(tǒng)機械諧振頻率一致。尤其是更換焊頭或改變輸出振幅之后，不可疏忽。

超聲波檢測:

為了達到的使用效果并維護本機的性能，調(diào)整發(fā)生器與換能器系統(tǒng)的諧振，非常重要。

A:調(diào)諧前，確保焊頭與二級桿之間必需鎖緊。調(diào)諧時，焊頭不要接觸其它物品。

B:打開電源開關(guān)，此時電源指示燈亮。

C:按下超聲波測試開關(guān)，并注視負載表，(如電流表指針超30%或超過2A，則按下超聲測試開關(guān)的時間要非常短)，調(diào)整調(diào)諧電感，左右旋轉(zhuǎn)直到負載電表批示在小位置，通常在5%-15%或300MA-900MA之間。

D:因本機設(shè)有卡位，所以調(diào)諧電感的調(diào)整范圍只有360度，如焊頭的頻率同20KHZ或15KHZ相差較遠時，需打開機蓋，拆開固定位進行調(diào)整。

注意

(1):調(diào)整調(diào)諧電感時，負載表電流大小變化，并非表示功率輸出大小，只表示發(fā)生器與換能器能器系統(tǒng)諧振程度，(電流越小，諧振越

好)。如需要較大振幅輸出，可改變二級桿的品種。(15KHz機還可調(diào)整振幅調(diào)節(jié)開關(guān)，但不可在有超聲波時調(diào)整振幅調(diào)節(jié)開關(guān)，以防

高壓電擊。)

(2):負載表空載時，表示諧振程度;帶負載時，表示輸出能量。

(3):調(diào)諧時，如過載指示燈亮，應立即松開測試開關(guān)，過5秒鐘之后，調(diào)整調(diào)諧電感，再做超聲波檢測。

(4):正確的調(diào)諧非常重要，如果無法達到正常情況，請參照故障檢測表，不可勉強使用，以免損壞機器。

校模:

為達到高的生產(chǎn)效率，焊頭與塑料件之間的距離應盡量縮短但仍需留有足夠的空間方便取放塑料件。

1將塑料件放在底座中調(diào)整氣壓在2Kg左右，利用焊頭升降開關(guān)來使上下摸對準。

2選擇適合的焊頭與塑料件之間的距離鎖緊機架固定把手。

3調(diào)整限位螺栓使焊頭下降壓緊塑料件之后仍有0.2mm左右的空間。(對于焊接深度要求較高的塑料件，此空間相應加大)。

4調(diào)整焊接、保壓時間、氣壓、試焊樣件。

5觀察樣件,如發(fā)現(xiàn)焊接不均勻,則需要細調(diào)底座的平衡,一般原則為焊接部位熔接越厲害,則應調(diào)低，在底座相反位置墊上紙片等抬高底座對應位置，使塑料件與焊頭吻合良好。

影響塑料件超聲加工的因素如下:

(1)接觸面的設(shè)計 (2)焊接線的設(shè)計 (3)塑料材質(zhì)

(4)塑料件外形和尺寸 (5)焊接面與焊頭之間距離 (6)焊頭的設(shè)計

(7)焊頭的振幅 (8)校模的準確性 (9)焊接壓力、時間參數(shù)的選擇

超聲波焊接操作步驟:選擇振幅、二級桿調(diào)諧頻率、校模

過熔時: 減小熔接時間,壓力降低振幅段數(shù)

焊接不夠:增加熔接時間或氣壓;增加振幅段數(shù);改用較大功率機型;選擇較大比例二級桿; 確定所有參數(shù)。