影响超声波焊接的工艺有哪些

　塑料超声波焊接包括振幅、焊接时间、焊接压力等工艺参数，这些工艺参数以及参数之间的共同作用都对焊接质量有影响。

                               超声波焊接故障处理鱼骨图

振幅的影响

　振幅是塑料在超声波焊接时首要选择的工艺参数，材料在特定的超声波频率下都有适宜的振幅范围。

20kHz以下热塑性塑料超声波焊接所需的振幅范围

常见塑料的超声波焊接需要的振幅（20khz）

                       振幅对超声波焊接的影响                                                                                                           几种塑料不同频率超声波焊接需要的振幅                                                                   

适宜的振幅范围内，振幅增加有利于超声波能量的扩散，从而提高焊接接头强度。

40～53/μm振幅范围内发现PP焊接强度随振幅的增加而呈上升趋势；25～40μm振幅范围研究PP和玻璃纤维增强聚丙烯复合材料，发现焊接强度随振幅增加而增加。

熔融层厚度随振幅增大而略微减小，导致焊接接头的剪切强度增加，弯曲强度降低。塑料焊接所需的振幅还受焊接形式种类和焊接设备频率的影响。嵌插和铆接所需振幅较大，而平面焊所需振幅较小。

焊接时间的影响

     良好的焊接接头，必须选择适当的焊接时间，过长和过短的焊接时间都会造成焊接接头强度的下降。

焊接PP、高密度聚乙烯时，焊接接头强度随着焊接时间的增加而增加。当焊接时间超过一定值(约1.5s)后，焊接接头强度开始下降。ABS、PS在远程焊接中出现类似情况，转折点在2．4s附近。超声波焊接PVC板材、PP包装袋的正交试验中发现焊接时间同样出现转折点，分别为0．29s和5s。

焊接时间不受材料的厚度影响，薄膜的超声波焊接同样存在较优的焊接时间。

焊接压力的影响

    其他因素确定的情况下，一定范围内的压力能取得较优焊接强度。

玻璃纤维增强的聚丙烯复合材料搭接，进行了试验，压力小于0．15MPa接头强度随压力增大而增加，超过0．15MPa后接头强度达到一个比较稳定的状态，约为35MPa；当焊接压力超过0．4MPa，聚丙烯会从基体中严重挤出，焊接接头强度降低。

焊接压力对焊接熔融区的厚度和取向程度有较大影响，焊接压力增加，熔融层厚度减小，焊接接头的取向程度增加，宏观表现为焊接压力增加，接头沿取向方向的剪切强度增加，垂直于取向方向的弯曲强度降低。

压力大小对超声波焊接的影响

焊头下降速度的影响

    一定的条件下，焊头下降速度越快，达到的焊接接头强度越高。在超声波焊接过程中，高的下降速度能够得到高的接触压力，有利于焊接界面紧密地接触和分子充分地扩散。

使用25、50、100mm/s三种焊头下降速度来焊接HS1000，下降速度增加到100mm/s的平均焊接接头强度更高，达到28.38MPa。

保压时间和保压压力的影响

     超声波停止后，为了使焊接试样相互紧贴固化，从而使两工件能够很好地焊接在一起，需要在一定时间内保持一定的压力，所需的时间和压力就是保压时间和保压压力。

保压时间和保压压力对焊接接头强度的影响是正面的，但相对于其他工艺参数，保压时问和保压压力对焊接接头强度的影响很小。

超声波焊接工况曲线图