塑料超声波焊接技术是借助超声波使塑料件接触面的分子快速融合在一起的加热连接方法。利用超声波发生器将低频的电能转化为 20 ~ 40KHz 的高频电能,电能通过换能器转化为同频率的纵向机械振动,这种振动通过调幅器和焊头传递给放置在基座上的焊接试样,在机械振动引起的动态机械力作用下使 焊接区试样表面 温度升高熔化,挤出形成一定厚度的熔化层,焊接后在一定时间内保持压力,直到熔化层冷却凝固成为可靠的接头
塑料超声波焊接技术有时间短、表面无损坏、非焊接区域不发热等优点,目前已经广泛地应用于航空航天、仪器仪表、食品包装等领域。迄今为止,各国的研究者对它进行了大量的研究工作,主要集中在焊接工艺参数、焊接过程和焊接设备等方面,本文从焊接设备、焊接材料、工艺参数三个方面综述了焊接质量的研究进展情况,并介绍了焊接质量控制方法和检测手段的进展情况。
塑料超声波焊接工艺是从金属超声波焊接发展起来的。它最早是由美国琼斯等人在 1950 年提出。 19 世纪 60 年代后,美国、日本、瑞士、英国、德国和前苏联开始在实际生产过程中使用这种技术。美国的 Brason 、声能器材公司、日本的海上电机株式会社、松下电气、德国的 KLN 公司以及俄罗斯、瑞典都研制生产了塑料超声波焊接设备,设备的频率一般在 20 ~ 40kHz 之间,功率一般在几百瓦到几十千瓦之间。现阶段焊接设备的研究主要集中在提高焊接功率和频率以及采用新型振动模式等方面,出现了 40KHz 以上的超声波振动系统,以及横向、扭曲、以及纵向-横向等复振动模式的设备,用此设备来焊接声发射特性较差的材料。此外,田修波等对塑料超声波的气动加压系统进行研究,研制压力可变的塑料超声波焊接机,能得到更好的焊接质量。