工艺常识科普，超声波焊接工艺全面解析

当前位置：首页 - 资讯 - 设计理论 2019-08-02 14:55:35

工艺常识科普，超声波焊接工艺全面解析

超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜，一套超声波焊接系统的主要组件包括超声波发生器，换能器/变幅杆/焊头三联组，模具和机架。
超声波焊接是熔接热塑性塑料制品的高科技技术，各种热塑性胶件均可使用超声波熔接处理，而不需加溶剂，粘接剂或其它辅助品。
其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量及安全生产超声波塑胶焊接原理是由发生器产生20KHz(或15KHz)的高压、高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工件表面及在分子间的磨擦而使传递到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工件接口迅速熔化，继而填充于接口间的空隙，
当震动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完美的焊接。
新型的15KHz超声波塑胶焊接机，对焊接较软的PE、PP材料，以及直径超大，长度超长塑胶焊件，具有独特的效果，能满足各种产品的需要，能为用户生产效率以及产品档次贡献。

超声波焊接工艺
一、超声波焊接：
以超声波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的结合面产生磨擦热而瞬间熔融接合，
采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品带来的不便，实现高
效清洁的焊接焊接强度可与本体媲美，
二、铆焊法：
将超声波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉形状，使不同材质
的材料机械铆合在一起。
三、埋植：
借着焊头之传导及适当压力，瞬间将金属零件(如螺母、螺杆等)挤入预留的塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。

一、超声波塑料焊接的相容性和适应性：
热塑性塑料，由于各种型号性质不同，造成有的容易进行超声波焊接，有的不易焊接；下表中黑方块的表示两种塑料的相容性好，容易进行超声波焊接；圆圈表示在某些情况下相容，焊接性能尚可；空格表示两种塑料相容性很差，不易焊接

材料
塑料熔接特性
ABS 丙烯晴丁二
烯苯乙烯共聚物质轻，兼具韧性，刚性与耐化学品性，用途广泛，热性佳，特别适合超声波溶接，
无论近距离或远距离熔接，均可得到良好效果。
Acrylics 压克力硬度大、耐冲击、不受酸之作用，有高度光学明晰性，著色性良好，常用于汽车尾灯、仪表板、奖章、水龙头把手等。用于超声波熔接时，须注意衰明度问题，就易熔接。
Acetal 缩醛抗张及耐压强度高，耐磨性佳，最具强韧及弹性，常用作拉练、螺丝、轴承、滚筒、厨房用具等，因磨擦系数低，用超声波熔接时需高振动幅度及较长的熔接时间。
Celluloeics酯酸
纤维性物质抗张及耐压强度高，耐磨性佳，最具强韧及弹性，常用作拉练、螺丝、轴承、滚筒、厨房用具等，因磨擦系数低，用超声波熔接时需高振动幅度及较长的熔接时间。
Noryl 聚苯醚超声波振动时材质易变化变色，接触面不易吸收能量，熔接较困难。
Nylon 尼龙性极韧、电性佳、绝缘度高，常用为电子零件等。因熔点高，所需熔接时间长，振幅高。难于焊接.
P . C . 聚碳酸脂材质强韧，耐磨损，摩擦系数极低，耐酸，常用作轴承、齿轮、管子、厨房用具、毛刷等。用超声波熔接时，因熔点高，所需熔接时间长，熔接前先经烘乾会较易熔接。
Higl Density 高密
度PE 聚乙烯比重小，在低温及室温下富柔曲性，防水、防蚀、可制成各种颜色。价格低的产品，常用于皿盘、封装薄膜、软水管、奶瓶、软绳等。密度越高越适合于超声波熔接。

PE 聚乙烯
Low Density 低密度
General purpose 一般
PS 聚苯乙烯比重轻，对水及化学物之抗蚀性强，安定、绝缘性佳，特别适合于射出及押出成形。常用于玩具、装饰品、孟洗设备、盘子、透镜、浮动轮等的制造。由于弹性系数高,
无论是近距离或远距离的超声波熔接均极适合。
PS 聚苯乙烯
Impact 耐冲击
20-30% glass
玻纤强化
Filled PS 聚苯乙烯比重轻，有良好绝缘性，强度高，能耐热及化学剂的侵蚀，抽丝后可制绳纲等织品。制品有玩具、行李箱、音响外壳、电气绝缘物、食品包装等。本材质因弹性系数低,
易衰减声波振动，帮远距离熔接需注意其效果,较难于焊接。
Unmodified
聚丙烯
PP
PVC 聚氯乙烯电性佳，耐弱化学品，低温性佳，具难燃性，常用于各种合成皮软管、胶膜等，
材质柔软，易衰减音波振动，熔接面易劣化。

Polyster 聚酸脂熔接能量大
Polysulfone 聚砜质硬、强度大、具韧性、长期受热不影响其电性能，常用为电视机零件护盖、马达零件等。因熔接点高，需较高之能量熔接。
Polypheny lene 聚氧化
Qxide(ppo) 二甲苯耐热与耐湿性，耐化学品，不性蒸汽，常用作端子、转子、外壳、叶轮和管件等，熔点高，需较高之能量熔接。
Phenoxy
苯氧树脂性韧、富延展性、热安定性，熔点高，需较高之能量熔接。
SAN 苯乙烯
丙烯晴拉伸强度及压缩强度高，常用为盘管薄壁零件、打字机带卷轴，超声波熔接效果好。

超声波焊接会影响产品内的电子元件吗
我有一个产品是把PCBA装到后壳再把前后壳超起来，PCBA上的主要元件有基带射频IC、FLASH、晶振等，我想请教大家，超声会对这些电子元件产生影响吗？超声会对其他哪些电子元件产生影响？谢谢大家了！
1：晶振肯定会有影响.
2：我之前做个类似读卡器的产品,首先是经过检测的PCBA装配后超声连接的,但其中很奇怪有约10%的产品功能测试NG.拆开后经常生产的技术员检测为BGA IC 开路,对此我也不是很确定就一定会有问题,不过可能跟IC的型号及封装方式有关吧,1 V* O7 `4 {! ~6 A. }2 }8 m
所以后来我都改为卡扣连接了.
3：超声波加工为高频振荡方式，，对一定的元器件及其连接点都有影响，应慎重选择。。
4：感谢大家的答复。由于产品的大小受限，选择超声是最好的方式了。现在的计划就是先超声，如果超声实在不行，就改点胶了。
5：也可以在超声前把pcb上的电子元器件打胶
6：如果你产品真的很小，那建议你用35KHZ或是40KHZ的超声波频率来进行焊接，也可以避免这个问题

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