影響超聲波塑料焊接的因素
其最(zui)主要的(de)因素包括聚合物結構(gou)，熔化(hua)溫度、柔韌性（硬度）、化(hua)學(xue)結構(gou)。
1、聚合物結構：
非結(jie)晶聚合(he)物(wu)分子排列無(wu)序(xu)、有(you)明顯(xian)的(de)使(shi)材料(liao)逐步變軟(ruan)、熔化 及至流動(dong)的(de)溫(wen)度（Tg玻璃化溫(wen)度）。這類樹脂通常能有(you)效(xiao)傳輸超音(yin)速振動(dong)并在相當廣泛(fan)的(de)壓力/振幅范(fan)圍內實現(xian)良好的(de)焊接。
半結(jie)晶型聚(ju)合物分子排(pai)列有(you)(you)(you)(you)序，有(you)(you)(you)(you)明顯的(de)熔(rong)點(dian)(dian)（Tm熔(rong)化(hua)溫度）和(he)再度凝固(gu)點(dian)(dian)。固(gu)態(tai)(tai)的(de)結(jie)晶型聚(ju)合物是富有(you)(you)(you)(you)彈性(xing)的(de)，能(neng)吸收部分高頻(pin)機械振(zhen)(zhen)(zhen)動。所(suo)(suo)以(yi)此類聚(ju)合物是不(bu)易于將超(chao)聲(sheng)波(bo)振(zhen)(zhen)(zhen)動能(neng)量(liang)傳至壓合面，幫要求更高的(de)振(zhen)(zhen)(zhen)幅。需(xu)要很(hen)高的(de)能(neng)量(liang)（高熔(rong)化(hua)熱度）才能(neng)把半結(jie)晶型的(de)結(jie)構打斷從而使(shi)材(cai)料從結(jie)晶狀態(tai)(tai)變(bian)為粘(zhan)流狀態(tai)(tai)，這(zhe)(zhe)也決定了這(zhe)(zhe)類材(cai)料熔(rong)點(dian)(dian)的(de)明顯性(xing)，熔(rong)化(hua)的(de)材(cai)料一(yi)旦離開熱源，溫度有(you)(you)(you)(you)所(suo)(suo)降低便會導致材(cai)料的(de)迅速凝固(gu)。所(suo)(suo)以(yi)必(bi)須考慮這(zhe)(zhe)類材(cai)料的(de)特殊性(xing)（例(li)如：高振(zhen)(zhen)(zhen)幅、接(jie)(jie)合點(dian)(dian)的(de)良好設(she)計(ji)、與(yu)超(chao)音夾具的(de)有(you)(you)(you)(you)效接(jie)(jie)觸、及優良的(de)工作設(she)備）才能(neng)取得(de)超(chao)聲(sheng)波(bo)焊接(jie)(jie)的(de)成功。
2、熔化溫度
聚合物(wu)的(de)熔點越(yue)高(gao)，其(qi)焊接所需的(de)超音波(bo)能量(liang)越(yue)多(duo).
3、硬(ying)度(du)（彈(dan)力(li)系(xi)數）
材料(liao)的硬度對其是否能有(you)(you)效傳輸超音速振動是很有(you)(you)影響的。總的說來，愈硬的材料(liao)其傳導力愈強。
4、 化學結構
超(chao)聲粘(zhan)接是(shi)(shi)塑(su)(su)(su)膠玩具(ju)業中使用得非常廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)一(yi)種緊固(gu)聯(lian)接的(de)(de)(de)(de)方(fang)法，但并非所(suo)有的(de)(de)(de)(de)塑(su)(su)(su)膠都可(ke)(ke)(ke)以(yi)超(chao)聲粘(zhan)接的(de)(de)(de)(de)。這跟塑(su)(su)(su)膠的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)有關系，一(yi)般來講，非極性(xing)化(hua)合物(wu)(如(ru)(ru)PP， PE)是(shi)(shi)很難(nan)超(chao)聲的(de)(de)(de)(de)，極性(xing)化(hua)合物(wu)是(shi)(shi)可(ke)(ke)(ke)以(yi)超(chao)聲的(de)(de)(de)(de)，而(er)且極性(xing)化(hua)合物(wu)之間也是(shi)(shi)可(ke)(ke)(ke)以(yi)超(chao)聲的(de)(de)(de)(de)，如(ru)(ru)PS與PMMA之間是(shi)(shi)可(ke)(ke)(ke)以(yi)超(chao)聲的(de)(de)(de)(de)，典(dian)型的(de)(de)(de)(de)產(chan)品，如(ru)(ru)望遠鏡(jing)(jing)系列，望遠鏡(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)片是(shi)(shi)PMMA的(de)(de)(de)(de)，而(er)鏡(jing)(jing)身可(ke)(ke)(ke)能(neng)是(shi)(shi)PS或者(zhe)ABS，就可(ke)(ke)(ke)直接把PMMA鏡(jing)(jing)片超(chao)聲粘(zhan)接到PS或者(zhe)ABS鏡(jing)(jing)身上，而(er)一(yi)般來說，玩具(ju)產(chan)品中的(de)(de)(de)(de)硬膠使用得最多的(de)(de)(de)(de)就是(shi)(shi)聚苯(ben)乙烯（PS）及其改良品種，所(suo)以(yi)超(chao)聲粘(zhan)接使用得最多的(de)(de)(de)(de)就是(shi)(shi)PS。
設備配置
超聲波塑料焊接設備由氣壓傳動系統、控制系統、超聲波發生器、換能器及工具頭和機械裝置等組成。
1、氣動傳動系統
包括有：過(guo)滹(hu)器(qi)、減壓閥、油霧器(qi)、換(huan)向器(qi)、節流閥、氣缸等。
工作時首先由空壓機驅動(dong)沖程氣缸(gang)，以帶(dai)動(dong)超(chao)聲換能器振(zhen)動(dong)系統上(shang)下(xia)移動(dong)，動(dong)力氣壓在(zai)中小功率的超(chao)聲波焊接(jie)中氣壓根據焊接(jie)需要調定(ding)。
2、控制系統
控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)由時(shi)間(jian)(jian)繼(ji)電器或集成電路時(shi)間(jian)(jian)定(ding)(ding)(ding)時(shi)器組成。主要功能是：一(yi)是控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)氣壓(ya)(ya)(ya)(ya)傳動(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)統(tong)(tong)工(gong)作(zuo)，使(shi)其焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)在定(ding)(ding)(ding)時(shi)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)下(xia)打開(kai)氣路閥門，氣缸(gang)加壓(ya)(ya)(ya)(ya)使(shi)焊(han)(han)頭下(xia)降，以(yi)一(yi)定(ding)(ding)(ding)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力壓(ya)(ya)(ya)(ya)住被焊(han)(han)物件，當焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)完后保壓(ya)(ya)(ya)(ya)一(yi)段(duan)時(shi)間(jian)(jian)，然(ran)后控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)將氣路閥門換向，使(shi)焊(han)(han)頭回(hui)升復位；二(er)是控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)超聲波發(fa)生(sheng)器工(gong)作(zuo)時(shi)間(jian)(jian)，本(ben)系(xi)(xi)統(tong)(tong)使(shi)整個(ge)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)程實現自動(dong)(dong)(dong)化，操作(zuo)時(shi)只啟(qi)動(dong)(dong)(dong)按鈕產生(sheng)一(yi)個(ge)觸(chu)發(fa)脈沖(chong)，便能自動(dong)(dong)(dong)地完在本(ben)次焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)全過(guo)程。整個(ge)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的順序是：電源啟(qi)動(dong)(dong)(dong)一(yi)觸(chu)發(fa)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)信(xin)號，氣壓(ya)(ya)(ya)(ya)傳動(dong)(dong)(dong)系(xi)(xi)統(tong)(tong)，氣缸(gang)加壓(ya)(ya)(ya)(ya)焊(han)(han)頭下(xia)降并壓(ya)(ya)(ya)(ya)住焊(han)(han)觸(chu)發(fa)超聲發(fa)生(sheng)器工(gong)作(zuo)，發(fa)射超聲并保持一(yi)定(ding)(ding)(ding)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)間(jian)(jian)，去(qu)除(chu)超聲發(fa)射，繼(ji)續保持一(yi)定(ding)(ding)(ding)壓(ya)(ya)(ya)(ya)力時(shi)間(jian)(jian)，退壓(ya)(ya)(ya)(ya)，焊(han)(han)頭回(hui)升，焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)結(jie)束。
3、超聲波發生器
（1）功率(lv)較大的超聲波塑料焊接機，發(fa)(fa)生器信號采用鎖相式頻率(lv)自動跟蹤電路，使發(fa)(fa)生器輸(shu)出的頻率(lv)基本上與(yu)換能器諧(xie)振(zhen)頻率(lv)一致。
（2）功率(lv)(lv)在(zai)500W以上(shang)的超(chao)聲(sheng)波塑料(liao)焊接(jie)機所用發生器采用自激式功率(lv)(lv)振蕩器，也具有一定的頻率(lv)(lv)跟蹤能力。
4、超聲波(bo)塑(su)料焊(han)接機使用的聲學系(xi)統
（1）換能器
超聲(sheng)波(bo)(bo)(bo)塑(su)料焊接機用(yong)的(de)聲(sheng)學系統包(bao)括三(san)個(ge)部(bu)(bu)分(fen)(fen)：1驅動(dong)部(bu)(bu)分(fen)(fen)2固定部(bu)(bu)分(fen)(fen)3工作部(bu)(bu)分(fen)(fen)。在以(yi)上三(san)個(ge)組成部(bu)(bu)分(fen)(fen)中(zhong)，驅動(dong)是(shi)核心，一(yi)般采用(yong)螺(luo)栓夾緊(jin)的(de)縱向振動(dong)換(huan)能(neng)(neng)器，其中(zhong)半(ban)波(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)縱向振子(zi)與(yu)四分(fen)(fen)之(zhi)一(yi)的(de)波(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)縱向振子(zi)，半(ban)波(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)縱向振與(yu)半(ban)波(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)聚能(neng)(neng)器相(xiang)連(lian)(lian)接組成一(yi)個(ge)全(quan)波(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)塑(su)料焊接換(huan)能(neng)(neng)器，而四分(fen)(fen)之(zhi)一(yi)波(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)縱向振子(zi)與(yu)四分(fen)(fen)之(zhi)一(yi)波(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)聚能(neng)(neng)器相(xiang)連(lian)(lian)，組成一(yi)個(ge)半(ban)波(bo)(bo)(bo)長(chang)(chang)換(huan)能(neng)(neng)器。
（2）工具頭
對不(bu)(bu)同的(de)焊(han)接(jie)(jie)對象(xiang)需要有(you)(you)不(bu)(bu)同工(gong)(gong)具頭(tou)，不(bu)(bu)管是(shi)近場(chang)焊(han)接(jie)(jie)還是(shi)傳輸焊(han)接(jie)(jie)，只(zhi)有(you)(you)半波長的(de)工(gong)(gong)具頭(tou)才能使焊(han)接(jie)(jie)端面達到最大(da)的(de)振(zhen)幅。工(gong)(gong)具頭(tou)，有(you)(you)帶振(zhen)幅放大(da)的(de)和不(bu)(bu)帶振(zhen)幅放大(da)的(de)兩種，塑(su)料焊(han)接(jie)(jie)機用聲學系統工(gong)(gong)具頭(tou)，所用材料通常為鋁合(he)金(jin)，其端面鍍硬質合(he)金(jin)，功率(lv)較大(da)時也有(you)(you)用鈦合(he)金(jin)材料制成(cheng)的(de)，該材料疲勞強(qiang)度(du)比(bi)鋁合(he)金(jin)高(gao)一倍多。
