近年來,隨著塑料工業(yè)的快速發(fā)展 . 各種塑料制品已廣泛應(yīng)用于航空 ,汽車,造船 . 電子和玩具等工業(yè)領(lǐng)域。 并取得了顯著的成績和經(jīng)濟(jì)效益. 但由于注塑工藝等因素 。 有相當(dāng)數(shù)量的復(fù)雜塑料制品不能一次注塑成型。 這需要結(jié)合 . 多年來使用的塑料粘接和熱粘結(jié)工藝相當(dāng)古老. 這個舊的過程不僅效率低下? 它還使操作人員整天處理不愉快的粘合劑或高溫?zé)嵩?， 造成環(huán)境污染和勞動保護(hù). 在塑料件的粘接過程中 ， 接頭處存在與其他流掛現(xiàn)象的粘連 。特別嚴(yán)重的是， 這種粘接方法的粘接牢度不高， 密封性能差 ，不適合與壓力容器粘結(jié) . 顯然,這一過程已不能滿足塑料工業(yè)發(fā)展的需要. 于是一種新型的塑料加工設(shè)備——超聲波塑料焊機(jī)應(yīng)運而生 . 超聲波焊機(jī)焊接塑料件時。 無需添加任何粘合劑或助焊劑或熱源. 易操作 . 焊接速度和質(zhì)量好等優(yōu)點.
超聲波塑料焊機(jī)的基本原理是：超聲波發(fā)生器產(chǎn)生20~40 kHz的高頻電能.通過壓電換能器將其轉(zhuǎn)化為振動機(jī)械能 ,通過變幅修正傳遞到焊接頭 . 焊接頭上的高頻機(jī)械振動傳遞到焊接部分的焊接表面, 與焊接頭直接接觸 。在振動幅值約為0.02mm的高頻機(jī)械振動作用下， 兩個焊接表面之間的分子受到強(qiáng)烈的摩擦.由此產(chǎn)生的瞬時高溫在焊接表面形成一層熔化層. 該井在焊機(jī)的可控壓力下熔化和凝固 .整個過程只需0.2秒 。
此外 ,超聲波塑料焊接機(jī)通常需要配備機(jī)械傳動和電氣控制系統(tǒng)。 空壓機(jī)用于將空氣壓力約5公斤送入氣閥。 通過電氣控制系統(tǒng)對車門方向進(jìn)行控制,可根據(jù)需要任意升降焊接頭， 電氣控制系統(tǒng)還可控制預(yù)壓， 觸發(fā)超聲波和焊接維護(hù)時間。 焊接機(jī)還可配備專用微機(jī)控制系統(tǒng), 實現(xiàn)啟動 、起重，觸發(fā)，預(yù)壓和維護(hù)時間的程序化自動控制. 根據(jù)焊接對象的不同 ,可以選擇最佳的功率、 壓力和維護(hù)時間 .
由于焊接對象的材料、 尺寸 、形狀和焊接要求各不相同。 此外 ，塑料的可焊性還受其彈性系數(shù) 、抗振性能，摩擦系數(shù)、 導(dǎo)熱系數(shù)和熔化溫度的影響 ，因此有必要制定合適的焊接工藝， 以提高焊接質(zhì)量.
焊接表面平整時 。較低的焊接應(yīng)成型成橫向焊接表面的導(dǎo)錐帶， 其作用是使超聲波能量更加集中 ，對于高硬度易熔點的焊接材料 ，導(dǎo)條的高度不應(yīng)小于0.25 mm ，對于低硬度的材料(如聚碳酸酯等)， 其高度不應(yīng)低于0.5mm. 從圖1的溫度-時間曲線可以看出,超聲波作用后,帶導(dǎo)條的焊接塑料的軟化和熔化時間明顯縮短 。這樣可以加快焊接速度 ， 達(dá)到**焊接強(qiáng)度.
采用間隔移位焊,防止兩個接頭表面燃燒 。由于凸凹面需要保持一定的間隙 ， 這勢必增加注射成型的難度.并以圖中所示的斜率形式進(jìn)行設(shè)計,降低了注射成型的精度要求.
適用于全密封焊接, 特別適用于尼龍，聚乙烯 、聚苯乙烯等. 焊接過程是先熔化初始接觸區(qū)， 然后依靠焊工的可控壓力 ，沿垂直壁逐步熔化殘余部分.由于焊接牢度與第二觸頭接觸長度成正比,接觸長度不小于焊機(jī)壁厚的1.25倍 .
這是一種將金屬元件嵌入塑料中的新工藝,取代了在塑料周圍注入金屬元件以產(chǎn)生周圍應(yīng)力的舊方法. 在嵌入式焊接方法中 ， 塑料零件與熔融嵌入金屬之間的公差配合一般在0.4mm左右 . 為了增加抗拉能力 ,嵌入的表面可以加工成螺紋或多個溝槽. 為了提高扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度 ， 可以將其加工成軸向滾花. 給出了兩種可行的嵌入方法 。 一是將塑料件與焊頭連接. 二是將金屬預(yù)埋物與焊接接頭連接 . 一般應(yīng)采用前一種方法. 因為它不僅可以避免焊頭與金屬插入件接觸造成的磨損和噪聲 ， 而且降低了焊頭的選材要求 .預(yù)埋物外徑小于6mm的 ， 超聲波功率應(yīng)為300×500W ；大于6mm的 ,小于12mm的， 應(yīng)為700×900W;大于12mm的或多頭焊接 . 至少1200W以上 . 一般來說 ，焊頭的表面直徑應(yīng)是嵌入物體的三倍左右 . 這可以使桐子處于最佳狀態(tài) .
它使用可控熔煉形成塑料螺栓來固定裝配的另一部分 .
塑料熔化開始于連接腔的尖端.焊接頭的直徑一般設(shè)計為鉚接棒的兩倍。 這種焊接方法是理想的鉚接和焊接非磨損熱塑性塑料.鉚接棒直徑小的耐磨熱塑性塑料。
這種圓帽鉚接形式 。在這一點上 ， 鉚接桿的頂部應(yīng)設(shè)計為錐形. 塑料的熔化是從它的尖端開始的 。
從而降低了超聲波能量的傳輸損耗。 減少了焊接頭與鉚釘桿之間的中心校正要求。 此外 ，圓帽的外觀也比較光滑. 如果不要求焊接元件的外觀和牢度， 這種滾花壓痕鉚接形式 .
該方法簡化了鉚接步驟 ，加快了焊接過程， 不需要焊接頭腔和中心位置的確定 . 適用于多頭焊接.焊接表面平整 ,厚度不能增加 . 這種埋頭柳樹焊接形式. 鉚接桿直徑大于5mm時。 該方法能有效地防止地表沉降 ，消除內(nèi)部氣泡。 因此 ， 可以提高焊接質(zhì)量。
有時需要在一次操作中同時進(jìn)行多頭鉚接 . 此時， 焊接接頭應(yīng)設(shè)計為半波長或全波長.如果每個鉚接桿的焊接表面在同一平面上.它們的間距在12毫米以內(nèi) . 一側(cè)采用半波長， 如果柳葉焊接件大 ，間距寬， 應(yīng)采用全波復(fù)合焊接頭 .
超聲波塑料焊機(jī)是一種高速、 高效 、高質(zhì)量 、高自動化的新型塑料加工設(shè)備.它出來了 . 為塑料焊接新技術(shù)的發(fā)展鋪平了道路 . 它必將給塑料工業(yè)帶來巨大的變化。
