塑料制件的超声波焊接加工技术
随着塑料工业的飞速发展，多用途的新型树脂和塑料不断问世。目前各种塑料制品的连接，大多数仍采用溶剂粘敷和热熔接法。溶剂粘敷连接物表面需要处理，不但费时，还易造成外观粗糙。热融接法，焊接质量极差，工件外观易变形，尤其是当产品要求密封性好时，废品率极高。
为了弥补上述两种塑料连接的缺点，一种新型的塑料焊接技术—超声波焊接法，开始在一些企业被采用，并愈来愈受到重视。
国外在1960年开始应用超声波焊接技术，至今已有30余年历史，而我国在80年代末才开始推广使用，是一种新型的塑料焊接技术。
1超声波焊接的加工
1. 1超声波焊接的特点
用超声波焊接机焊接塑料有以下特点：
1）超声波振动从工具模传到焊接物接合面时间极短；
2）焊接物之间的污垢、杂物靠振动除去，可得清洁美观的焊接面；
3）可利用刀状工具模焊接，同时进行切断作业；
4）还可利用此振动进行金属嵌件插入焊接和铆接等工作。
1. 2超声波焊接的加工方法
根据超声波的特点，对塑料进行焊接加工，主要有以下四种加工方法，简述如下：
1. 2. 1直接焊接法
直接焊接法可用于塑料薄膜等薄层制品，此法分为连续焊接法、重迭对头焊接和点焊三种方法。
(1)连续焊接法是把最大厚度不超过70um的塑料薄膜重迭后，放于平滑的钢板或厚玻璃上，再以工具模前端的尖头压接薄膜，随着超声波的振动，移动工具模或者塑料薄膜，可进行连续焊接。如图3所示。此法是超声波焊接机最初所使用的一种方法，用于自动制袋机和自动包装封口。
(2)重迭对头焊接法是将厚度从50um-1mm左右的塑料薄膜重迭压平的焊接方法，如图4所示。将两片塑料薄膜的前端重迭后使用超声波振动方式加压焊接而成，焊接物表面没有裂缝和断层，适合于厚度1mm以下的各种无接缝带状物的焊接，此法主要应用于复写机、穿孔引导带等无接缝带状的焊接。
(3)点焊法这是以点状、棒状或是圆形之工具直接压熔重迭的塑料板材或成品的一种焊接法.如图5所示。
1. 2. 2传递焊接法
将工具模接触于两个嵌合焊接物A.B之间，利用超声波振动传递焊接物互相摩擦生热，焊接A,B两个物体的嵌合面。其优点是使接触工具模前端的上部焊接物不会变形，其下部焊接物也不会有任何异样，只是在其上、下嵌合部熔融而已，可称为理想的焊接法，目前我国蒸汽熨斗行业和水箱的焊接全部采用传递焊接法。
传递焊接法应用较广，现将有关工艺参数简述如下：
1)焊接时间根据塑料的种类，焊接物的外形来确定。较大的焊接物通常焊接时间在1s内，最长不超过3s，较小的焊接物其焊接时间顶多不超过0. 5s。若焊接时间过长，则工具模所接触的上部焊接物易产生变形，焊接后不需任何干燥，可立即使用。
2)加工振幅工具模的振幅，随塑料种类、焊接物外形大小、工具模的振幅前端至焊接物嵌合部距离的远近而有所不同，其振幅范围一般在10-50um，实用周波是19kHz。表2是周波为19kHz试验的一组数据。
3)焊接压力加工时的压力，对焊接后的焊接效果影响甚大，因此，传递焊接法首先要考虑压力。压力小时，与工具模接触的焊接物不能和工具模同时产生振动，只碰着焊接物的表面，因此会产生焊接物的变形。压力过大，焊接物无法产生摩擦，只能和工具同时产生振动，无法得到良好的焊接效果。因此，传递焊接法的压力调整适当，不但能够短时间内加热焊接.同时工具模表面也不会产生不良变化和损坏。
依经验而言，象PS, ABS或是PMMA等容易焊接的塑料，其嵌合部宽度1- 1. 5mm，嵌合长度10mm时，则加工压力0. 2 - 0. 3MPa即可。如PA,POM等塑料则需0. 3 - 0. 5MPa 。焊接物的厚度与外观形状对加工压力影响甚大，要根据材质做试验，取得适当的加工压力。
1. 2. 3金属嵌件播入法
超声波插入法是利用超声波振动生热将金属嵌件插入塑料的加工法，其原理是随超声波振动使金属件与塑料件摩擦生热，塑料因热软化，而金属则滑入塑料内，此时熔化的塑料将金属嵌件抱入，如图6所示。
工具模的振幅依金属嵌件大小和塑料的种类不同而不同，一般周波是20kHz，振幅大致在15 - 20um时，即可从事嵌件插入作业。
施加的压力要根据金属嵌件的大小和塑料种类进行调节，确认。
此方法钟表行业及家电行业应用较广。
1.2.4超声波振动铆接法
铆接法专门用于异种塑料、金属、陶瓷和塑料的结合。超声波振动将塑料振动生热，然后将异种材质如金属、陶瓷铆接固定在塑料上。
2适合超声波焊接的塑料
超声波焊接机可进行各种热塑性塑料的焊接加工，同种性质的塑料能焊接，不同种类的塑料也可焊接。如ABS和PMMA可同时焊接，但不同种类的塑料因粘性、结晶度、硬度和弹性率以及熔化温度不同，焊接后的外观不十分理想。
另外，还有聚乙烯、聚氧化丙烯、聚四氟乙烯根本无法焊接。适合超声波焊接的各种塑料见表
