當(dāng)超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時(shí),會產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動,這種達(dá)到一定振幅的高頻振動,通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū),由于焊區(qū)即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大,因此會產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差,一時(shí)還不能及時(shí)散發(fā),聚集在焊區(qū),致使兩個(gè)塑料的接觸面迅速熔化,加上一定壓力后,使其融合成一體。當(dāng)超聲波停止作用后,讓壓力持續(xù)幾秒鐘,使其凝固成型,這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈,達(dá)到焊接的目的,焊接強(qiáng)度能接近于原材料強(qiáng)度。
超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅,所加壓力及焊接時(shí)間等三個(gè)因素,焊接時(shí)間和焊頭壓力是可以調(diào)節(jié)的,振幅由換能器和變幅桿決定。這三個(gè)量相互用有個(gè)適宜值,能量超過適宜值時(shí),塑料的熔解量就大,焊接物易變形;若能量小,則不易焊牢,所加的壓力也不能達(dá)大。這個(gè)壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的壓力之積。
1、熔接法 超聲波振動隨焊頭將超聲波傳導(dǎo)至焊件,由于兩焊件處聲阻大,因此產(chǎn)生局部高溫,使焊件交界面熔化。在一定壓力下,使兩焊件達(dá)到美觀、快速、堅(jiān)固的熔接效果。
2、埋插法 螺母或其它金屬欲插入塑料工件。首先將超聲波傳至金屬,經(jīng)高速振動,使金屬物直接埋入成型塑膠內(nèi),同時(shí)將塑膠熔化,其固化后完成埋插。
3、鉚接法 欲將金屬和塑料或兩塊性質(zhì)不同的塑料接合起來,可利用超聲波鉚接法,使焊件不易脆化、美觀、堅(jiān)固。
4、點(diǎn)焊法 利用小型焊頭將兩件大型塑料制品分點(diǎn)焊接,或整排齒狀的焊頭直接壓于兩件塑料工件上,從而達(dá)到點(diǎn)焊的效果。
5、成型法 利用超聲波將塑料工件瞬間熔化成型,當(dāng)塑料凝固時(shí)可使金屬或其它材質(zhì)的塑料牢固。
6、切除法 利用焊頭及底座的特別設(shè)計(jì)方式,當(dāng)塑料工件剛射出時(shí),直接壓于塑料的枝干上,通過超聲波傳導(dǎo)達(dá)到切除的效果。
超聲波是指高于人類聽覺所能接受聲波的頻率范圍的聲波,人類聽覺通常在于20赫至20千赫之間。因此一般來說,凡是頻率高于20千赫以上的聲波我們稱為超聲波,而在工業(yè)上為了適應(yīng)特殊的需要,頻率也有低于10千赫(如超聲波烘干機(jī))或15千赫的(如超聲波塑料焊接機(jī)),習(xí)慣上也稱為超音波。