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2.1 换能器

通过逆压电效应将来自于发生器的超声频电压转化为同频率的超声机械振动。它由夹于两金属通常是钛块之间的若干压电陶瓷片组成。片与片之间有一薄金属板形成电极。在正弦电信号经由电极提供给换能器时，压电片膨胀和收缩，产生 15~20 μm 的轴向峰到峰运动。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，---在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。换能器是精密设备，应小心处理。

2.2 变幅杆

变幅杆有两个作用。其主要作用是放大换能器端部产生的机械振动并将振动传给焊头。另一作用是提供固定套件于焊接压力机上的位置。在换能器施加超声能量时，变幅杆也膨胀和收缩。与焊接套件中的其它零件一样，变幅杆是调谐装置，因而它也必须在特定频率共振以便将超声能量从换能器传至焊头。相对于传统焊机而言，超声波金属焊机的制造过程困难且成本较高，并且由于影响焊接工艺参数的因素较多，不易于对焊机机理的认识和总结。为了有效地发挥作用，变幅杆必须是超声波在其制造材质中的半波长或半波长的整---。一般为半波长。

2.3 焊头

焊头是焊接套件中向待焊零件提供能量的部分。与变幅杆一样，焊头也是调谐装置，在大部分应用中也提供机械放大，焊头的长度必须是超声波在其制造材质中的半波长或半波长

的整---。这---焊头端部有足够的振幅实现焊接。振幅一般为 30~120 μm。待焊零件和接头设计决定焊头的尺寸和式样。焊头的形状---，因为焊头的轴向膨胀和收缩产生的应力会在高振幅情况下造成开裂。在某些应用中，焊头加工有多个轴向狭槽。这是为了---振幅位于纵向。2高周波是指声波的频率大于100khz时，我们就称之为高周波，高周波熔接机正是利用的高周波的这项技术。焊头端部将超声能量传给待焊零件。端部应专门设计以匹配零件来---焊头和零件之间实现能量传递。通常焊头端部做成匹配零件轮廓的型材。

为防止产生压痕和减少磨损，铝必须镀镍或铬。在需耐冲击或耐磨以及焊接填充塑料或者埋植金属嵌件时，需用钢焊头。钢焊头疲劳强度低，只用于低振幅场合。复杂零件、特型的或大尺寸零件通常需要复合式焊头子母焊头，这时基底焊头采用铝质，钛或钢次级焊头与基底焊头相连并引导能量。2：焊接工艺的认识误区：超声波焊接方式有很多种，有人认为只要是塑料材质，超声波塑料焊接机就可以---地焊接，这也是一种误识。台州市锦亚机械制造有限公司是一家生产塑料线性振动摩擦焊接机，热铆焊接机，热板焊接机，多头非标型超声波塑料焊接机，以及非标准设备、自动化设备、治具等研发、设计、制造及销售为一体的技术服务性实体公司。

压力机

压力机用于固定焊接套件及施加焊接所需的作用力。它由固定工装夹具的底座和施加作用力的气缸组成。压力机上带有压力表和调节阀以调节焊接作用力。应该注意的是某一超声波焊接设备上设定的特定表压与另一设定同一表压的焊机提供的焊接作用力不一定相同。焊接作用力应该用测压仪校准以便对不同焊机之间的焊接作用力进行直接比较。3、振子脱胶，我们的换能器是采用胶结，螺钉紧固双重---工艺，在一般情况下会出现这种情况。压力机上也有流量控制阀可以对焊头接近待焊零件的速度进行调节。有些焊接设备采用电磁力加压系统取代传统的气缸，能---地控制接近速度，在焊接小型或精密零件时是有益的。

4 支撑工装

压力机底座固定焊接过程中支撑零件的工装。支撑工装是为防止下部零件在超声波作用时发生移动专门设计的，它通常加工成紧密匹配零件表面轮廓的形状。夹具从简单到复杂的都有，由零件设计来决定。下部零件必须受到牢固放置和支撑。夹具或底座应可调---零件垂直于焊头。夹具可由若干材料加工而成。另外，由于处在高温的时间长，这一区域的扩散层会扩大，会进一步使金属的不均匀性增加。不锈钢是---的选择，因为它容易机加工和抛光。特型夹具现在可直接经由 cad 数据加工。较大的、复杂的、奇形怪状的或小批量零件通常采用浇注型软质聚氨酯装夹。

超声波的概念

超声波是指频率大于20000hz以上的声波，超声波是声波大家族中的一员，其超出了人耳听觉的上限20000hz，故而得名超声波。超声波的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，可用于测距、检测、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，在医学、-、工业、农业上有很多的应用。7．先普遍后特殊因装配配件或制造工艺方面而引起的故障，超声波维修一般占常见故障的50%左右。本文所介绍的超声波焊接就是超声波在塑胶焊接领域的一个典型应用。

超声波焊接的微观过程

从微观上来看，当两个塑胶件从开始接触到后熔合在一起，可以分为四个阶段：

阶段：开始熔化阶段。在这一阶段，两个焊接零件表面间的摩擦和内部摩擦产生热量，塑料开始受热熔化。

第2阶段：连接阶段。在这一阶段，两个零件开始熔化在一起，形成较薄的熔合层，随着热量的增加，熔合层的厚度继续增加。

第3阶段：稳态熔流阶段。在这一阶段，熔合层的厚度继续增加，直到达到一定的厚度保持不变，振动停止。

第4阶段：保压/冷却阶段。在这一阶段，在焊接压力的保持下，熔流开始冷却凝固，两个塑胶件终焊接成一体。