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超声波焊接机焊接原理是由超声波发生器产生的20KHz(或15KHz、35KHz、60KHz等)的高压、高频信号，通过超声波换能系统（超声波换能器），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传递到接口处，使接口处温度升高，当温度达到此工件塑料本身的熔点时，工件接口处塑料迅速熔化，继而填充于接口间的空隙。超声工作一定的时间间隔过后，超声波振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定形，便达成完美的焊接。

超声波焊接机优势：以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生磨擦热而瞬间熔融接合，焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现***清洁的熔接。

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超声波是一种频率高于20000赫兹的声波,因此能量大.超声波焊接是利用超声波频率（超过20000赫兹）的机械振动能量,连接同种或异种金属、半导体、塑料及金属陶瓷等材料的特殊焊接方法[1].超声波作用于热塑性的塑胶表面时,会产生每秒上万次的高频振动,这种达到一定振幅的高频振动,通过上焊件把超声波能量传到焊区,又由于焊区即两个焊接的交界面处声阻比较大,因此会产生局部高温.又由于塑料制品导热性差,一时还不能及时散发出聚集的能量,因此能量就会聚集在焊区,致使两个塑料的接触面迅速熔化,加上一定的压力后,就会使其融合成为一体.当超声波停止作用后,让压力再持续几秒钟,使其凝固成型,这样就形成一个坚固的分子链,从而达到焊接的目的.在对金属进行超声波焊接时,既不向工件输送电流也不向工件施以高温热源,只是在静压力作用之下,将弹性振动能量转变为工件界面间的摩擦功、形变能及有限的温升,使得焊接区域的金属原子被瞬间***,两相界面处的分子相互渗透,最终实现金属焊件的固态连接。

超声波焊接可以一次焊接多个熔接面吗

塑胶件装配时，会出现上盖/本体/底壳需要焊接，也就是有两个不同焊接面需要同时压接，有些朋友就疑问塑胶外壳超声能同时超上壳中框下壳吗？也就是3个塑料件（两层结合面）能不能同时焊接好的问题？

只要高度差不要太大，同时焊接，牢度肯定是可以的，但是会出现靠近上焊头位置牢度大于底壳，即：一面溢胶严重，而另一面有焊缝的情况。出现这种情况的原因：超声波焊接原理是高频振动，越靠近上焊头位置

能量越大，而随着距离变长，能量会逐渐稀释。大部分超声波能量被***层结合面吸收，而传递到第二层结合面的超声波能量就比较小了。

建议：针对产品外观要求较高的塑料件还是分二次压接的好；对于要求不高的产品可以同时焊接两层；

超声波同时压接上盖、底壳、壳体时，设计产品注塑模具时跟专业超声波厂家沟通，设计合理的焊接结构，购买设备前，将产品寄给厂家试样测试，确保焊接方案的可行性。

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超声波焊接时噪音大怎么办

超声波塑料焊接机基本由电控系统、气动加压系统以及声学系统等组成。超声波焊接机声音的产生，主要集中在声学系统，还有一部分来源于气动加压系统。

气动加压系统中用过的气体回流到气动控制阀上的排气口排出时，会有较大的噪音产生，而加装的消声元件。其消声效果与一次排出气体的大小、多少、流速的快慢，以及消声器本身的漏隙大小有重要的因素关系。

常一般的可把排气时的瞬时噪音降低20～35分贝左右，可以将声音降低到常人接受的效果。

超声波焊接机声学系统一般是采用15Khz-40KHZ的频率范围，28KHZ以上频率在超声波焊接时是感受不到噪音的。频率20kHZ以下的机器会有刺耳的声波噪音。这些高频及低频振动（声音）有时会引起头疼、疲劳、甚至

造成眩晕、恶心、呕吐以及听力下降等不良反应。

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根据市场需求常用的超声波焊接机是20Khz和15KHZ，主要有换能器、变幅杆和焊头组成，换能器将电能转换成机械能、然后变幅杆放大，***通过与焊件几何形状匹配的焊头传递给焊件。

超声波瞬间发出的声音是人耳听不见的，超声波焊接机发出的声音是是一些谐振造成的，属于机械波，不容易消除，在焊接时，是机器焊头和塑胶件二次摩擦产生的次声波。

据可靠资料显示，该次声波分贝为90分贝-120分贝，已经明显超出比较高类噪声级别70分贝阈值，不过声波产生时间短，持续时间短，对人耳造成的伤害不明显。但是长时间处于生产一线的人员必须带防噪音装置，如

耳塞，耳套等，避免造成耳鸣头晕现象。

很多有条件的工厂定制隔音罩封闭超声波塑料焊接机，将设备隔离从而降低噪音.不仅仅可以保护操作人员不受噪音干扰，可以使整个车间的工作环境得到良好的改善。

为了防止超声波焊接机声音，在机器上建造隔声性能良好的小室，形成安静的小室，车间工作人员的听力得到保护，这种隔音设施叫做隔音罩。阻隔声源机器设备的噪声不致外传，从而使噪声降低到所规定的允许声

级以下。

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超声波焊接塑料件产品的结构设计

塑胶产品用超声波焊接工艺在结构设计时应考虑超声波焊接时振动波的传送距离、压力作用下塑胶成型品受力面积和受力均衡的问题，该设计会影响到超声波焊接的稳定性。下面我们用图文的方式解说下成型品塑胶

结构的设计案例。

（1）接合部的形状设计

接合部的形状以圆形为比较好。在不得已的情况下，一定要设计成角形或异形形状时，则各边缘倒R角，或尽可能地设计成对称形状。

（2）设计时需要注意超声波传递距离

到焊接部的距离越短，焊接能源的损失就越小。可进行良好的焊接作业。

但是，若圆柱形的成型品为薄型大平板时，焊接位置略高于平板，则从圆柱形接触部分取出等对成型品形状进行必要的修改。参考

（3）与圆柱形工具相接触的成型品设计案例

与圆柱形工具相接触的成型品，尽可能的轻量化，且形状简单。

当与圆柱形工具相接触的成型品含有金属嵌件、轮毂等附件时，因焊接能源传递不及时，很容易导致焊接不良

。 有时还会因共振造成金属嵌件部分的融化，轮毂等凸出部分发生破裂。 所以，凸出部分、嵌件等必须放在固定的夹具上，在万不得已的情况下，请倒R角等以增大制品的强度。

（4）圆柱形工具的接触面设计案例

请将圆柱形工具的接触面及接合面设计为平面。 若设计为阶梯形的话，则会引发焊接能源的传递不均匀，容

易造成焊接不良的。

（5）设计时需考虑焊接产品变形

有必要控制被焊接品的翘曲变形。若发生翘曲变形时，就会导致焊接面的结合不良， 焊接状态不均匀、强度下降、密封性不良等问题。

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产品用超声波焊接工艺需要满足三个基本条件才能达到理想的效果

1.两个塑胶材料是否可以熔接：不同种材质之间有的能更好地焊接，有的是基本能相熔，有的是不相熔的。同一材料之间熔点是相同的，从原理讲是可以焊接的，但是当要焊接的工件的熔点大于350℃时，就不在适合

用超声焊接了。因为超声是瞬间使工件分子溶化，判断依据是在3秒之内，不能良好熔接，就应该选择其它焊接工艺。如热板焊接等。一般来讲ABS料是最容易焊接，尼龙或PP料是最难熔接的。

2.塑胶件要加合理的超声波焊线：当瞬间能量产生时，接缝面积越大，能量分散越严重，焊接效果越差，甚至无法焊接。另外超声波是纵向传波的，能量损失同距离成正比，远距离焊接应控制在6厘米以内。焊接线应

控制在30----80丝之间为宜，工件的壁厚不能低于2毫米，否则不能良好熔接，特别是要求气密的产品。

3.产品定位结构要设计合理：在产品研发设计前我们要考虑到做好成品的外观，两个合成的塑胶件接缝位置是否错位刮手，依靠超声波固定夹具来解决焊接后错位是错误的，产品放入夹具太紧会刮伤，制作夹具默认

放大单边0.1mm，那么产品没有定位的情况下，焊接好的成品***会有0.2mm的错位，超声波厂家也有做气动或手动工装夹具来固定产品避免错位，生产速度和夹具制造成本都会造成不必要的开支。有经验的工程师应

该都知道，没有美工线的产品在装配变形后极易引起上下盖错位，从而导致刮手。超声也是一样，也有错位的机率，为了防止有刮手现像，比较好还是做一点美工线在上面。

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超声波焊接以后产品内部零件损坏，怎么解决？

超声波焊接后产品零件损坏的原因分析如下：

1）.超声波焊接机功率太强造成；

2）.相反在有些情况下需要加强超声波的能量，使高能量的超声波在尽可能短的时间内完成焊接，较短的时间不足以对产品结构造成破坏；

3）.超声波变幅杆能量输出太强；

4）.底模治具受力点悬空，受超声波传导振动而破坏；

5）.塑料制品高、细成底部直角，而未设缓冲疏导能量的R角，致使应力集中而造成破坏；

6）.不正确的超声波加工条件.

7）.塑料产品之柱或较脆弱部位，开置于塑料模分模在线；

  所以当我们的产品经超声波焊接作业而发生变形时，从表面看来好像是超声波焊接的原因，然而这只是一种结果，塑料产品未熔接前的任何因素，熔接后就形成何种结 果。如果没有针对主因去探讨，那将耗费很

多时间在处理不对症下药的问题上，而且在超声波间接传导熔接作业中(远场超声)，6kg以下的压力是无法改变塑料的 轫性与惯性。所以不要尝试用强大的压力，去改变熔接前的变形(焊接机比较高压力为6kg)，包含用

模治具的强迫挤压。或许我们也会陷入一个盲点，那就是从表 面探讨变形原因，即未熔接前肉眼看不出，但是经完成超声波焊接后，就很明显的发现变形。其原因乃产品在焊接前，会因导熔线的存在，而较难发现产

品本身各种 角度、弧度与余料的累积误差，而在完成超声波焊接后，却显现成肉眼可看到的变形。