近年來， 隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展。 各種塑料制品已被廣泛應用于航空、汽車、造船。電子和玩具等各個工業(yè)領域。 并取得了令人矚目的成果和經濟效益。 然而， 由于注塑工藝等因素的限制． 有相當一部分形狀復雜的塑料制品不能一次注塑成型． 這就需要粘合。而沿用多年的塑料粘結和熱合工藝卻又相當陳舊。 這種陳舊工藝不僅效率低？而且使操作工人整天和刺鼻難聞的粘合劑或高溫熱源打交道 從而引起環(huán)境污染和勞動保護等一系列棘手問題；此外． 在塑 料零件的粘合過程中， 在結合處有粘在別的流掛現(xiàn)象。致使成品失去光潔和美觀；尤為嚴重的是， 這種粘合方法的粘結牢度不高， 密封性也較差， 不宜粘合要承受壓力的容器。顯然， 這種 工藝已不能適應塑料工業(yè)發(fā)展的需要。 于是一種新穎的塑料加工設備一一超聲波塑料焊接機便 應運而生了。超聲波焊接機在焊接塑料部件時． 既不需要添加任何粘合刑或熔劑， 也不必使用熱源． 并具有操作簡便．焊接速度快和質量好等優(yōu)點。
超聲波塑料焊接機的基本原理是這樣的：超聲波發(fā)生器產生20～40kHz的高頻電能． 由壓電換能器轉換為振動機械能， 經變幅懺傳送到焊頭。焊頭上的高頻機械振動被傳遞到與焊頭直接接觸的焊件的焊面。 兩個焊面之間的分子在這種振動幅度約為0.02mm的高頻機械振動的作用 下． 發(fā)生劇烈摩擦． 由此產生的瞬間高溫便在焊面形成熔化層． 井在焊接機可控壓力的作用下 熔合凝固起來． 從而實現(xiàn)牢固結合。 上述整個過程所費時間僅為0.2秒左右。
此外，超聲塑料焊接機通常還需備有機械傳動及電器控制系統(tǒng)。 利用空氣壓縮機將5kg左右的氣壓送入氣路閥門。 通過電器控制系統(tǒng)來控制間門換向， 便可使焊頭按照需要任意升降， 電器控制系統(tǒng)還控制預壓，觸發(fā)超聲波和焊接維持時間。 也可為這種焊接機配備專用微機控制系統(tǒng)， 以實現(xiàn)啟動、升降、觸發(fā)、預壓和維持時間的程序化自動控制。并可根據不同焊接對象選擇最佳功率、壓力和維持時間。
由于焊接對象的材料、大小、形態(tài)和焊接要求各不相同． 再加上塑料的可焊性還受其彈性系數、振動阻力、摩擦系數、導熱特性和熔化溫度諸因素影響， 因此為提高焊接質量必須制定適當的焊接工藝。
當焊接面為平麗時． 下部焊而應注塑成有一個橫貫整個焊面的導向錐形條，它的作用是使超聲能量更集中，對于熔點較低的高硬度易焊接材料，導向 條高度不得低于0.25mm；而對低硬度材料（如聚碳酸脂等｝，則高度不得低于O.5mm。從圖1下方的溫度-時間曲線可以看出。在施加超聲能量后，具有導向條的被焊塑料的軟化和熔化時間顯著縮短。這就能加快焊接速度，并能取得**焊接強度。
它采用了間距移位焊接．以防止二結合面燒化．由于凸凹面需保持一定的間隙．這勢必會增加注塑難度．而設計成如圖中所示的斜度形式．就能降低對注塑的精度要求．
它適用于要求完全密封的焊接，對尼龍、聚乙烯和聚苯等結晶樹脂材料的焊接尤為可行．其焊接過程是先熔化最初的接觸區(qū)域，然后靠焊接機的可控壓力，沿垂直壁面逐步熔化余量部分。由于焊接牢度與二接觸麗的接觸長度成正比，所以接觸長度不 得少于焊件壁厚的1.25倍．
這是將金屬元件嵌入塑料內焊接的種新工藝，它取代了那種圍著金屬元件注塑以在其周圍產生應力的舊方法。在嵌焊法中，塑料件和融嵌入金屬的公差配合一般為0.4mm左右。若要增加抗拉能力．可將嵌入物表面加工成螺紋型或開多道狹槽．若要增加扭轉強度．可將它加工成軸向滾花。還顯示了二種可行的嵌入方式．一種是將塑料件與 焊頭相接．另一種是將金屬嵌入物與焊頭相接．一般情況下．宜采用前種方式．因它既可避免 焊頭接觸金屬嵌入物所造成的磨損和噪聲問題．又可降低對焊頭的選材要求。如嵌入物外徑小于6mm，超聲功率可取300～500W；如大于6mm小于12mm，可取700～900W；如大于12mm或多頭焊接。則至少取1200W以上。一般而言，焊頭表面直徑應為嵌入物的3倍左右。這可使聲桐合處在最佳狀態(tài)。
它采用可控熔化來形成塑料螺栓，以便固定組合件的另一部分。
塑料熔解是在焊頭型腔的尖端開始的．焊頭的直徑一般設計為鉚桿的一倍。這種焊法對于鉚焊非耐磨熱塑性塑料是理想的。對鉚桿直徑較細的耐磨熱塑性塑料。
這種圓蓋帽鉚接形式。這時鉚桿頂部應設計成錐形。塑料熔解在其尖端開始。
從而減少了超聲能量的傳輸消耗。并降低了焊頭與鉚桿間的中心校正要求。此外，圓蓋帽的外觀也較為光滑。若對被焊元件的外觀和牢度要求不高，這種滾花刻痕鉚焊形式。
這種方法可簡化鉚焊步驟和加速焊接進程， 也無需焊頭型腔和確定中心位置． 并適宜進行多頭焊接．對焊面要求平整且厚度已不能增加的部件．這種埋頭柳焊形式。 在鉚桿直徑大于5mm的情況下。這種方法能防止表面下陷和消除內部汽泡． 因而可提高焊接質量．
有時需要在一次操作中同時進行多頭鉚焊． 此時焊頭應設計成半波長或全波長．若各鉚桿的焊面處在同一平面上。且它們的間距在12mm 以內．側I應取半波長；若柳焊大部件． 且間距又較寬． 則宜采用全波復合焊頭．
超聲波塑料焊接機是一種高速度．高效率．高質量和高自動化的新一代塑料加工設備。它 的問世。 為塑料焊接新工藝的開發(fā)鋪平了道路。 必將使塑料工業(yè)發(fā)生巨大變革
